Ảnh hưởng của công suất siêu âm, thời gian siêu âm tới hàm lượng vitaminC, hàm lượng phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa trong dich quả được khảosát.. Với những ưu điểm trên, chúng
ĐẶT VAN DE Ngày nay, người tiêu dùng ngay càng quan tâm đến những san phẩm thực
Trong công nghiệp sản xuất nước quả truyền thống, quá trình trích ly có ý nghĩa quan trọng, quyết định hiệu suất thu hồi chất chiết cũng như hàm lượng các hop chất chống oxy hóa Phương pháp xử lý bang enzyme làm tăng đáng kế hàm lượng chất chiết trong dịch ép Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém do chi phí cho enzyme ngày một gia tăng và thời gian xử lý bằng chế phẩm enzyme kéo dài.
Bên cạnh đó, enzyme phân cắt chọn lọc thành tế bào thịt quả nên một SỐ hợp chất khó được trích ly triệt để và còn sót lại trong bã sau quá trình lọc (Ramadan và
Dé cải thiện tình trang trên, hiện nay những kỹ thuật tiên tiến được ứng dụng dé hỗ trợ quá trình trích ly như sử dụng sóng siêu âm, vi sóng hay chat lỏng siêu tới hạn Ưu điểm của các kỹ thuậtnày là tăng đáng kể hiệu suất thu hồi chất chiết, rút ngăn thời gian trích ly (Vilkhu và cộng sự, 2008; Otles, 2009) Trong đó, trích ly có sự hỗ trợ của sóng siêu âm là kỹ thuật có nhiều tiềm năng trong công nghiệp thực phẩm Ưu điểm của kỹ thuật này là thiết bi đơn giản, rẻ tiền, dễ diéu khiển vận hành Sóng siêu âm sẽ phá vỡ thành tế bào làm tăng hiệu suất trích ly, đặc biệt là làm tăng hiệu suất thu hồi các chất có hoạt tính sinh học mà không làm ảnh hưởng đến hoạt tính của chúng (Wang và Weller, 2006) Lại Việt Nam, nước cóc vẫn chưa có mặt trên thị trường Mục đích của nghiên cứu này là thu nhận dịch quả cóc có chất lượng cao, đặc biệt là giàu hoạt tính chống oxy hóa.
Với những ưu điểm trên, chúng tôi xây dựng hướng nghiên cứu cho luận văn
“Ứng dụng sóng siêu âm để trích ly dịch trái cóc giàu hợp chất chống oxy hóa”.
Chúng tôi xác định các điều kiện xử lý và động học quá trình trích ly các hợp chất chong oxy hóa trong dịch trái cóc khi có sử dụng sóng siêu âm để hỗ trợ.
TÔNG QUAN
Quả cóc là một loại trái cây nhiệt đới Trái cóc có tên khoa học là Spondias dulcis (hay Spondias cytherea) thuộc họ thực vật Anacardia ceae Các tên gọi tại Anh-Mỹ: Otaheite apple, Tahitian quince, Polynesian plum, Jew plum, tại Pháp: pommier de Cythére, tai Đức: Cytherea, Tahiti-Apfel, tại Tây ban Nha:
Cirneladulce, tại Thai Lan: makok-farang và tại Campuchia: mokak Ngoài ra con có loại cóc chua hay cóc rừng (Spondias pinnata) (tên tiếng Anh là Hog plum), thuộc loại tiểu mộc, rụng lá vào mùa khô Lá kép, lẻ dài 30-40 cm, có 2-5 đôi lá chét quan, hình bầu dục, mép lá nguyên Hoa mọc thành chùy rộng, lớn hơn lá có nhánh dài 10-15 cm Hoa vàng nhạt Quả hạch hình trứng màu vàng lớn 5 cm x 3 em Quả có vị chua và mùi dầu thông (Lim, T K, 2012; Ishak, S A và cộng sự,
Theo Ishak, S A và cộng sự (2005) phân loại khoa học của qua cóc như sau
Tên khoa học: Spondias Cytherea
Họ đào lộn hột: Anacardiacea
Bộ bồ hòn: SapinsalesPhân lớp hoa hồng: Rosidase
Cây cóc được đưa đến Jamaica vào 1782 và 10 năm sau Thuyén trưởng Bligh đã đưa thêm vào đây một giống cóc khác, gốc từ Hawaii Cây cóc cũng được trồng tai Cuba, Haiti, Cộng hòa Dominican, nhiều nước Trung Mỹ Năm 1911, một số hạt giống khác đã được gửi từ Queensland (Uc) sang Washington Hiện nay cây cóc đang được trồng và phát triển tại các nước nhiệt đới Tại ViệtNam, cóc được trồng nhiều ở các tỉnh thuộc khu vực phía Nam, đặc biệt là các tỉnh thuộc Đồng Bằng
2.1.2 Đặc điểm sinh lý và hệ thống phân loại thực Sinh lý: Về thực vật, cây cóc Spondias Cytherea Sonn với tên đồng nghĩa là Spondias Dulcis Sol, thuộc họ đào lộn hột (Anacadiecea), giống Spondias Cùng họ này còn có cây sâu, cây xoài, cây đảo lộn hột và giâu giả xoan.
- Cây: thuộc loại thân gỗ, cây lớn nhanh trong thời gian dau, có thé cao 15-20 m, đường kính thân 30-40cm, tán cây rộng, cảnh lá ít nhưng dai, cảnh nhỏ, gỗ giòn dễ bẻ.
- La: lá thuộc loại lá kép lông chim lẻ, mỗi lá dài 20-30 cm, số phiến lá từ 9- 25, hình bầu dục hoặc hình trứng dài 6.25-10 em, rìa lá răng cưa hướng về đỉnh lá.
Lá chủ yếu tập trung ở đầu cành nên cây rất thoáng Vào mùa khô, lạnh (tháng 11-
12) lá chuyền sang màu vàng và rụng dân, lúc này cay chi con tro những cành mau nâu xám nhạt, kéo đài trong vài tuần trước khi xuât hiện những chùm hoa nhỏ màu trăng cùng với lá non ở đầu cành (Carl W Campbell and Julian W Sauls, 1994).
- Hoa: hoa cóc nhỏ, mau trắng hơi xanh có 10 nhị, 5 vòi nhụy, mọc thành từng chùm lớn ở dau cành, chiều dài mỗi chùm hoa có thé lên tới 30cm Trong chùm hoa có cả hoa đực hoa cái và hoa lưỡng tính Cây cho ra hoa đồng loạt từ tháng 1-3 cùng với lá non.
- Quả: thuộc loại quả hạch, vỏ quả mềm nhưng dai, thịt quả nạc được bao bọc bởi một lớp xơ, vỏ hạt hóa gỗ bao lay 5 tử diệp Quả có hình bau dục hay hình trứng chứa nhiều nước Kích cỡ và khối lượng quả không đồng đều thường dài từ 6- 10cm, đường kính 4-§em Khi chưa chin, quả màu xanh có những đốm nhỏ li ti màu nâu, thịt quả có màu trắng đến trắng xanh phớt vàng Vị chua đến chua nhẹ, trạng thái giòn, độ chua phụ thuộc vào độ chín của quả (CarlW Campbell and JulianW.
| vx Vỏ: 20 % vw Thit trái: 60 %
2.1.4 Giá tri cua trái cóc
Giá trị kinh tế: cây cóc là cây ít tốn kém về giống, phân bón, điều kiện chăm sóc, phòng chống sâu bệnh Cây sinh trưởng nhanh và cho trái sau 2-4 năm tuôi thọ cây lớn (hơn 10 năm), càng về sau cây cho năng suất cao và chất lượng tốt Trái cóc có thể dùng ăn tươi, hay chế biến thành sản phẩm thực phẩm khác (Ishak, S A và cộng sự, 2005).
Giá trị dinh dưỡng: quả cóc có nhiều vitamin C và khoáng chất nên cóc thực sự có giá tri về mặt dinh dưỡng, thêm vào đó tỉ lệ đường /acid (SS/A) trong thịt cóc chín hài hòa nên có vị chua ngọt dé chịu và kích thích tiêu hóa (Ishak, S A và cộng sự,
Giá trị sử dụng: quả cóc có thể dùng ăn tươi hoặc chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau: mứt (jam, jelly ) nước quả hoặc say khô Một số sản phẩm từ quả xanh như salads “rujak” hoặc quả dam (sambal) được bán ở các siêu thị châu Âu Ở
Việt Nam, món gỏi cóc thực sự được yêu thích và có mặt trong thực đơn của các nhà hàng Lá cóc non có vi chua có thể ăn được như một loại rau, hoặc làm thức ăn cho gia súc Nhựa cây có thể được dùng làm thuốc nhuộm (Ayoka, A.O và cộng sự,
Bang 2.1: Một số bộ phận của cây cóc được dùng làm thuốc (Ayoka, A.O và cộng sự, 2008).
Bộ phận sử dụng Công dụng
Rễ Nước sắc từ rễ cây cóc được dùng làm thuốc tây
Vỏ câ Nước sac tu vỏ cay dùng dé chữa tiêu y chay, kiét ly, tri va diéu tri bénh lau Tai
Mexico, nó được dùng đê chữa bệnh sỏi bang quang và làm thuốc chữa vết thương
Gum Thuốc tiêu dom và thuộc tây giun san
Trai cóc Nước quả được dùng làn thuốc lợi tiểu và giải nhiệt
Hoa Nước uông từ hoa cóc có tác dụng làm giảm đau da dày, điêu tri viêm niệu dao, viêm bang quang, tiêu đờm, kháng viêm.
2.1.5 Thành phan hóa học chính của qua cóc 2.1.5.1 Thanh phân hóa học co bản
Với độ chín khác nhau thành phan hóa học của trái cóc sẽ khác nhau, quy luật chung là khi độ chín tăng thì hàm lượng tinh bột, acid trong thịt cóc giảm, ham lượng đường tăng Do đó thành phan hóa học thay đối theo giới hạn rộng.
Theo kết quả phân tích từ Hawaii, Philippin và nhiều nơi trên thế giới, thành phan của cóc chủ yếu là nước, carbohydrate, acid Ngoài ra quả cóc còn là nguồn cung cấp vitamin (A, C), khoáng (Fe, K ) (Subhadrabanhdu, 2001).
Bang 2.2 Bảng thành phan dinh dưỡng của cóc trong 100g ăn được
Thành phân hóa học Hàm lượng Độ âm 65-85 %
Carbohydrate ll.lg Protein 0.8 g Lipid O.l g XO 12¢
Tro 06g Acid ( tinh theo acid citric) 0.40.8 % Na 2mg P 2mg Fe 3.4 mg Ca 20mg Vitamin C 70 mg Niacin 0.4 mg Riboflavin 0.02 mg Thiamine 0.06 mg Pectin 10 % Vitamin B2 0.18 mg
Hoạt chất chống oxy hóa 17.47 mmol TEAC/g
Trái cóc chứa ham lượng carbohydrate cao 11.1 g/100g Thành phan đường chủ yêu trong trái cóc là đường saccharose, ngoài ra còn một sô đường khác như glucose, galactose
Bảng 2.3: Bảng thành phần carbohydrate trong trái cóc (Sophie daulmer
Ensia- Siarc, 1994; Nahar và cộng sự, 1990; Chan va Hheu, 1975)
Thành phân đường Hàm lượng
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Nguyên liệu Quả cóc sử dụng trong thí nghiệm được mua tại Bình Phước, màu xanh hơi sáng, quả chắc, và được thu hoạch từ 100 — 105 ngày sau khi ra hoa (Ishak, S A cộng sự, 2005) Quả cóc được phân loại, rửa, cấp đông để bảo quản và sử dụng trong suốt quá trình làm thí nghiệm.
3.2 Thiết bị siêu âm Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng thiết bị siêu âm dạng thanh Sonicator ® 3000, Misonix, New York, Mỹ Các thông số kỹ thuật của thiết bị được trình bày trong bang 3.1.
Bang 3.1: Thông số kỹ thuật của thiết bị siêu âm
Thông số Giá trị Công suat 0-750W
Kích thước thanh siêu âm Dai: 3,8 cm; Đường kính: 12,7 mm
Mục đích nghiên cứu là cải thiện chất lượng dịch quả cóc bằng cách làm tăng hàm lượng các hợp chat chống oxy hóa như vitamin C, phenolic tổng trong sản phẩm.
Nội dung nghiên cứu được trình bay qua sơ đỗ sau:
—> Anh huong cua — công suât siêu am
Xử lý cóc Hàm ma ¡| chà bằng = es} mục Ley] VYitaminC sóng siêu âm tiêu
—> Anh huong cla LJ Hoat tinh thời gian siêu âm chong oxy
Tối ưu hóa quá trình xử lý Hoạt tính siờu õm bằng phương phỏp >ằ) Hàm mục tiờu quy hoạch thực nghiệm
Xác định các thông Các thông số 3 Ì số động học của => động học C,,k, quá trình trích ly h
Hình 3.1 Sơ đồ nghiên cứu
3.3.2 Quy trình thu nhận dịch cóc
Quy trình thu nhận dịch quả cóc được thực hiện theo sơ đồ hình 3.2
Dịch quả để phân tích
Hình 3.2: Sơ đồ quy trình thu nhận dịch trích quả cóc
Quả cóc sau khi được phân loại để loại bỏ đi những quả dập nát, sau đó rửa sạch và đem đi cấp đông Mỗi thí nghiệm, cóc được rã đông, chà qua rây có đường kính lỗ 0.1-0.5 mm sau đó pha loãng theo tỉ lệ nguyên liệu dung môi là 1:2 Tiếp theo, mẫu được qua xử lý siêu âm với các thông số thay đổi tùy theo từng nghiệm thức Mẫu sau đó được lọc thô qua vải lọc Dịch lọc được đem ly tâm dé tách cặn mịn với tốc độ 10000 vòng/phút, ở nhiệt độ 10°C trong 20 phút bang máy ly tâm lạnh (Sartorius, Sigma 3K30, Thuy Si) Dich quả thu được sau qua trình ly tam được sử dung dé phân tích các hợp chat phenolic, vitamin C va hoạt tính chống oxy hóa.
3.4 Thuyết minh sơ đồ nghiên cứu 3.4.1 Phần 1: Xứ lý cóc chà băng sóng siêu âm Thí nghiệm 1: Khảo sát công suất siêu âm vx Thông số khảo sát: công suất siêu âm được thay đổi lần lượt là 0 (mẫu đối chứng), 5, 7,9, L1, 13 và I5W/g. v_ Thông số có định: thời gian siêu âm là 2 phút Nhiệt độ mẫu trong quá trình xử ly được kiểm soát sao cho không vượt quá 30°C (sử dụng nước da).
* Hàm mục tiêu: hàm lượng hợp chat phenolic, vitamin C và hoạt tính chong oxy hóa (ABTS, FRAP) trong dịch cóc.
Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian xứ lý siêu âm
* Thông số khảo sát: thời gian siêu âm được thay đổi lần lượt là: 0 (mẫu đối chung), 2, 4, 6, $ và 10 phút. v Thông số cố định: giá trị công suất siêu âm được chon từ kết quả của thí nghiệm 1 Nhiệt độ mẫu trong quá trình xử lý được kiểm soát sao cho không vượt quá 30°C (sử dụng nước đá).
* Hàm mục tiêu: hàm lượng hợp chat phenolic, vitamin C và hoạt tính chống oxy hóa (ABTS, FRAP) trong dịch cóc.
3.4.2 Phần 2: Tối ưu hóa quá trình xử lý siêu âm bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm
Y Mục đích: khảo sát sự tương tác giữa hai yếu tô công suất siêu âm và thời gian xử lý siêu âm và sự ảnh hưởng đồng thời của hai yếu tố này đến hàm lượng các hợp chất chống oxi hóa trong dịch cóc.
Y Phương pháp: chúng tôi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao 2 yếu té có tâm xoay với 5 thí nghiệm ở tâm theo mô hình CCC, sử dụng phần mềm Modde 5.0 để thiết kế và xử lý số liệu thực nghiệmvới hàm mục tiêu là hoạt tính chống oxy hóa Hai thông số khảo sát là công suất siêu âm và thời gian xử lý siêu âm Các khoảng giá trị cho hai thông số này được chọn dựa vào kết quả thí nghiệm của phan | (mục 3.4.1).
STT Công suất siêu âm Thời gian (phút)
Với „=2: [-l]: cận dưới; [+1]: cận trên.
Thông số cố định: s* Ty lệ thịt quả: nước = 1:2 s* pH nguyên liệu : 3.0
* Nhiệt độ mẫu trong quá trình xử lý được kiểm soát sao cho không vượt quá 30°C (sử dụng nước đá).
Hàm mục tiêu: Hàm lượng các hợp chất chống oxi hóa trong dịch quả cóc.
3.4.3 Phần 3: Xác định các thông số động học của quá trình trích ly hợp chất phenolic và vitamin C từ quả cóc.
Quá trình trích ly các hợp chat phenolic và vitamin C có thé được biểu diễn dưới dạng phương trình bậc hai tổng quát như sau (Taralkar, S V Garkal, D J,
Y C,: khả năng trích ly (nồng độ chất chiết ở trạng thái cân băng trong dịch trích), mg/g chất khô.
Y Cy nồng độ chất chiết trong dịch trích tại thời điểm t, mg/g chất khô Vk: hăng số tốc độ trích ly bậc 2, g chất khô/ mg phút
Quy luật trích ly theo mồ hình bậc hai năm trong điều kiện biên t = 0 đến t và Ct = 0 đến Ct, có thể viết theo phương trình đường thăng như sau:
Tốc độ trích ly ban dau, h (g chất khô/mg phút) là Ct/t khi t tiến đến 0 và được xác định bởi phương trình sau:
Tốc độ trích ly ban dau h (g chất khô/mg phút), kha năng trích ly Ce (mg/g chất khô) và hăng số tốc độ trích ly k (g chất khô/mg phút) sẽ được xác định từ đồ thị đường thăng trên hai trục tọa độ t và t/Ct.
Các thông số công suất siêu âm, tỷ lệ nguyên liệu: nước, thời gian xử lý siêu âm đã được chọn ở trên, ta tiến hành xây dựng phương trình động học Ta tiễn hành lay mẫu ở những khoảng thời gian khác nhau.
> Trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm: công suất siêu âm 11.47 W/g được chọn từ thí nghiệm tối ưu hóa, hàm lượng vitamin C va hàm lượng phenolic tong duoc xac dinh sau các khoảng thời gian 0, l, 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8 phút.
> Trích ly không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm: hàm lượng vitamin C và hàm lượng phenolic tổng được xác định sau các khoảng thời gian 0, 15, 30, 45, 60, 75 và 90 phút.
Tất cả các thí nghiệm được lặp lại 3 lần để kiểm tra ý nghĩa sự khác biệt của các kết quả theo phương pháp Anova.Từ các số liệu thu được, chúng tôi tính được các thông số động học của quá trình trích ly.
Hàm mục tiêu: hàm lượng phenolic và vitamin C
3.5 Các phương pháp phân tích
3.5.1 Hàm lượng hợp chat phenolic tổng Nguyên tắc
Hàm lượng phenolic tổng được xác định băng phương pháp so mảu với thuốc thử Folin — Ciocalteu, một hỗn hợp của oxide tungsten và molybdenum Hợp chất phenolic trong mẫu phân tích sẽ bị oxy hóa bởi thuốc thử Folin — Ciocalteu tạo thành hợp chất có màu xanh Hợp chất tạo thành có độ hấp thu ánh sáng mạnh nhất ở bước sóng 760 nm.
Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ các hợp chất phenolic trong một phạm vi nhất định, được đo băng máy quang phố so màu Dựa theo đồ thị chuẩn của acid gallic với thuốc thử, ta sẽ tính được hàm lượng phenolic tổng có trong mẫu phân tích (Luque-Rodríguez và cộng sự, 2007).
Hàm lượng vitamin C được xác định băng máy đo vitamin C Mẫu dịch cóc sau khi được pha loãng đến nồng độ thích hợp sẽ được xác định bằng máy đo nông độ bằng bộ kit vitamin C Khoảng đo được từ 25 — 450 mg/1 acid ascorbic (theo hãng Merck, Đức)
Acid ascorbic sẽ biến đổi màu vàng của acid molybdophosphoric thành màu xanh của phosphormolybdenum.
Phản ứng giữa acid molybdophosphoric và acid ascorbic xảy ra như sau:
PMo””;Oa” + 2C¿HgOs -> PMoẽ4Mo”zO¿s~ + 2C¿H¿O; + 4H Kết quả hàm lượng vitamin C được xác định bằng công thức:
Hàm lượng vitamin C (mg/L) = Gia trị đo được x Hệ SỐ pha loãng
3.5.3 Hoạt tính chống oxy hóa
3.5.3.1 ABTS (2,2-Azino-bis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)
KÉT QUÁ VÀ BÀN LUẬN
4.1 Xử lý cóc chà băng sóng siêu âm
4.1.1 Ánh hưởng của công suất siêu âm
Bang 4.1: Ánh hưởng của công suất siêu âm đến quá trình thu nhận dịch qua cóc
Công Hàm lượng Hàm lượng Hoạt chất chông oxy hóa suất vitamin C phenolic tổng
(mol TE/ g chat khổ) siéu âm ,
(mg/g chât khô) (mg GAE/g
Những giá tri có chữ cái khác nhau trong cùng mot cot thê hiện sựkhác nhau có nghĩa về mặt thong kê (p < 0.05).
4.1.1.1 Hàm lượng vitamin C và hợp chất phenolic tong
2.6 2.55 2.5 2.45 z dịch trích (mg/g chat khô nguyên liệu) x ở W wn w
Hình 4.1: Anh hướng của công suất siêu âm đến hàm lượng Vitamin C trong dịch quả cóc
Từ hình 4.1, chúng tôi nhận thấy nhìn chung quá trình xử lý siêu âm làm tăng nhẹ hàm lượng vitamin C trong dịch quả so với mẫu đối chứng Khi tăng công suất siêu âm từ 3 W/g đến 11W/g thì hàm lượng vitamin C cũng tăng từ 0.46% đến 12.6% so với mẫu đối chứng Ở công suất siêu âm 11 W/g, hàm lượng vitamin C đạt giá tri cực đại Nếu công suất siêu âm vượt quá 11 W/g thi hàm lượng vitamin C trong dich trái cóc giảm dan Điều này được giải thích là do vitamin C là hop chất mẫn cảm với nhiệt độ, khi tăng công suất siêu âm quá cao thì hàm lượng các sốc tự do được sinh ra trong quá trình xử lý tăng dẫn đến sự phân hủy của vitamin C Quy luật này cũng tương tự như nghiên cứu của Valdramidis, V P và cộng sự, (2010) khi sử dụng sóng siêu âm trên đối tượng là nước cam Khi biên độ dao động của sóng siêu âm tăng đến 61.0 um thì hàm lượng vitamin C giảm 15% so với mẫu không xử lý siêu âm.
Trước đây, một nghiên cứu trích ly vitamin C từ quả sơ ri cho thấy công suất siêu âm cần đạt giá trị I5W/g (Le và cộng sự, 2012), khi đó hàm lượng vitamin C trích ly tăng xấp xỉ 20% so với mẫu đối chứng không xử lý siêu âm Một nghiên cứu khác trên nguyên liệu dâu tam, khi công suất siêu âm là 9.38W/g, hàm lượng
32 vitamin C chỉ tăng 2.2% so với mẫu đối chứng không qua xử lý siêu âm (Phan và cộng sự, 2012).
Kết quả trên hình 4.2 cho thay hàm lượng hop chat phenolic tổng trong tat cả các mâu có xử lý siêu âm đêu cao hơn so với mâu đôi chứng không qua xử lý siêu âm.
Hình 4.2 Anh hướng của công suất siêu âm đến hàm lượng hợp chat phenolic tong trong dịch qua cóc Khi tăng công suất siêu âm thì hàm lượng phenolic trong dịch trích ly sẽ tăng theo Hàm lượng phenolic trích ly đạt cực đại khi công suất siêu âm 11 W /g là 4.74 mg GAE/g chất khô, tăng 67.49% so với mẫu đối chứng Điều này được giải thích là do trong tế bào, hợp chất phenolic chủ yếu liên kết với polysacchride của thành tế bào thông qua liên kết hydro hoặc liên kết ky nước (Ficarra và cộng sự, 2002) Ngoài ra, một lượng nhỏ hợp chat phenolic nằm ở dạng tự do trong không bào hoặc liên kết với protein của thể vùi trong không bào (Markham và cộng sự, 2000) Sóng siêu âm có tính chất phân cắt mạch không chọn lọc, phá vỡ những liên kết này dé giải phóng các hợp chất phenolic Do đó, hàm lượng phenolic tăng mạnh
33 khi mẫu cóc được qua xử lý siêu âm Một nghiên cứu khác khi sử dụng sóng siêu âm để trích ly hop chất polyphenol từ cây tòng chi (Priscilla C va cộng sự, 2013) cho thấy khi tăng công suất siêu âm lên 60W thì hàm lượng polyphenol trích ly tăng 15.2% so với mẫu đối chứng không qua xử lý siêu âm Tuy nhiên nếu tăng công suất siêu âm vượt quá 11 W/g thì hàm lượng phenolic trong dịch trái cóc bắt dau giảm dan.
Một nghiên cứu tương tự cua Alighourchi, H R và cộng sự (2013) khi sử dụng sóng siêu âm trên nước ép lựu cho thấy, ở cùng một khoảng thời gian nhất định hàm lượng phenolic tổng tăng lên khi công suất siêu âm tăng từ 0 đến 300 W/cm’, nếu tiếp tục tăng công suất siêu âm lên 400 W/cm’ thì hàm lượng phenolic giảm dan.
Khi công suất siêu âm tăng quá cao sẽ làm gia tăng đáng kế hàm lượng các sốc tự do, đặc biệt là sự hình thành hydroperoxit (Adekunte, A O, 2010; Feril &
Kondo, 2004; Pétrier et al., 2007; Riesz & Kondo, 1992) từ đó gây ra một loạt các phản ứng oxy hóa phenolic, làm giảm hàm lượng phenolic trong dịch trích Qua bảng 4.1, chúng tôi nhận thấy khi tăng công suất siêu âm thì khả năng trích ly hợp chat phenolic tong tăng nhanh hơn so với vitamin C Ở công suất siêu âm 11 W /g thì khả năng trích ly vitamin C tăng lên 12.6%, trong khi đó khả năng trích ly phenolic tổng tăng 67.49% so với mẫu không xử lý siêu âm Nguyên nhân là do vitamin C là cau tử dễ hòa tan trong nước Trong tế bào nó được phân bố chủ yếu trong không bào Vì vậy, vitamin C dễ dàng hòa tan triệt để vào dịch trích hơn phenolic khi không sử dụng siêu âm Trong khi đó, phần lớn hợp chất phenolic năm ở dang liên kết ky nước với các thành phan ưa béo, chỉ một số ít nam ở dạng tự do trong không bào (Hua-Bin Li, 2010 Sóng siêu âm sẽ phân cat và phá vỡ thành tế bào thịt quả giúp quá trình trích ly phenolic tăng nhanh so với mẫu không xử lý siêu
4.1.1.2 Hoạt tính chong oxy hóa
Hình 4.3: Ảnh hướng cúa công suất siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa trong dịch quả cóc
Hoạt tính chống oxy hóa của dich trái cóc được xác định theo hai phương pháp FRAP (Feric Reducing Antioxidant Power) và ABTS (2,2- Azino-bis-3- ethylbenzothiazoline-6-sulfonic Acid) va được trình bày trong hình 4.3 va bang 4.1.
Khi tăng công suất siêu âm, hoạt tinh chống oxy hóa trong dich quả cóc tăng theo và đạt giá trị cực đại ở công suất 11 W/g Khi đó hoạt tính chống oxy hóa tăng lần lượt là 49.97% (theo phương pháp ABTS) và 35.49% (theo phương pháp FRAP) so với mẫu không xử lý siêu âm Hoạt tính chống oxy hóa tăng lên cùng với sự gia tăng của nông độ các hợp chất phenolic và vitamin C trong dịch trích chứng tỏ rằng sóng siêu âm làm tăng hàm lượng các cầu tử có hoạt tính sinh học trong dịch trích khi được sử dụng với công suất phù hợp.
Một nghiên cứu khác trên nguyên liệu là dâu tăm cho thấy hoạt tính chống oxy hóa của dịch dâu tăm đạt cực đại ở công suất 9.38W/g Khi đó, hoạt tính chồng oxy hóa tăng lần lượt 19.2% (theo phương pháp FRAP) và 14.1% (theo phương pháp ABTS) so với mẫu không xử lý siêu âm (Phan và cộng sự, 2012) Một nghiên cứu khác trên nguyên liệu là dịch quả sim cho thấy ở công suất siêu âm 25 W/g hoạt tính chống oxy hóa tăng lần lượt 57.3% (theo phương pháp DPPH) và 51.5% (theo phương pháp ABTS) so với mẫu không xử lý siêu âm.
Kết quả thực nghiệm cho thay qui luật biến đổi hoạt tính chống oxy hóa của dịch cóc theo phương pháp FRAP va ABTS là hoàn toàn như nhau khi thay đổi công suất siêu âm.
Như vậy hàm lượng hợp chat phenolic, vitamin C và hoạt tinh chong oxy hóa của dịch cóc đều tăng đáng kế khi xử lý siêu âm so với mẫu đối chứng Tuy nhiên khi công suất tăng quá cao sẽ làm gia tăng số lượng các gốc tự do, làm biến đổi thành phan hop chat phenolic và vitamin C, từ đó làm giảm hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả.Kết quả nghiên cứu của chúng tôi là tương tự như kết quả nghiên cứu của Alighourchi, H R và cộng sự (2013) trên nguyên liệu trái lựu cho thay ở cùng một thời gian xử lý sóng siêu âm nhưng khi tăng công suất siêu âm thì hoạt tính chồng oxy hóa trong dịch trích cũng tăng theo và đạt cực đại khi công suất siêu âm đạt 300 W/ cm’, nếu tiếp tục tăng công suất siêu âm lên 400 W/ cm” thì hoạt tính chống oxy hóa giảm dân Hình 4.3 cho thấy hoạt tính chống oxy hóa giảm dân khi công suất siêu âm cao hơn 11 W /g Chúng tôi chọn công suất siêu âm 11 W/g cho thí nghiệm tiếp theo.
4.1.2 Anh hưởng của thời gian siêu âm đến chất lượng của dịch qua cóc
Bang 4.2: Anh hướng của thời gian siêu âm đến quá trình thu nhận dịch qua cóc
Thời gian Hàm lượng Hàm lượng Hoạt chất chống oxy hóa siêu âm phenolic tổng vitamin C
(phút) (mg GAE/g (mg/g chất chất khô khô) ABTS ERAP
Những giá tri có chữ cái khác nhau trong cùng mot cột thê hiện sự khác nhau có nghĩa về mặt thông kê (p < 0.05).
4.1.2.1 Hàm lượng vitamin C và hàm lượng phenolic tổng
Hình 4.4 cho thay khi kéo dài thời gian xử lý siêu âm từ 0 lên 6 phút thi ham lượng vitamin C trong dịch quả tăng và đạt giá tri cực đại ở thời gian 6 phút Khi đó, hàm lượng vitamin C dat 2.6 mg/ g chất khô, tăng 14.04% so với mẫu không qua xử lý siêu âm Điều này được giải thích là sóng siêu âm làm phá vỡ cấu trúc thành tế bào thịt quả, giúp cho quá trình trích ly vitamin C vào dịch quả tốt hơn.
2.6 z 2.55 dịch trích (mg/g chat khô nguyên liệu) 2.45 2.35 lào + bào w
Hình 4.4: Ảnh hướng cia thời gian siêu âm đến hàm lượng vitamin C trong dịch quả cóc
Nếu kéo dài thời gian siêu âm hơn 6 phút thì hàm lượng vitamin C trong dịch quả giảm nhanh là do khi thời gian kéo dai sẽ làm tăng hiện tượng hóa âm, dan tới sự hình thành các gốc tự do trong mẫu xử lý, do đó làm giảm hàm lượng vitamin C trong dịch quả.
Một nghiên cứu khác trên nguyên liệu quả sim (Vo, H.D và cộng sự, 2012) ở công suất siêu âm 25 W/g, hàm lượng vitamin C đạt giá trị cực đại khi thời gian siêu âm 6 phút và lượng vitamin C trong dịch sim là 480 mg/I tăng 107.79% so với mâu không qua xử lý siêu âm.
*Ham lượng hợp chat phenolic tong
- tông trong dịch trích (mg GAE/g chat khô nguyên liệu) 0 LJ J J LJ 1 1
Ham lwong hop chat phenolic
Thời gian siêu am (phút)
KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ
Phương pháp xử lý bằng sóng siêu âm có thé được ứng dụng dé thu nhận dịch quả cóc nhăm làm tăng khả năng trích ly các chất có hoạt tính sinh học như hợp chất phenolic, vitamin C và tăng hoạt tính chồng oxy hóa của dịch qua.
Quá trình xử lý siêu âm với các thông số tối ưu như sau:
Thời gian siêu âm: 6 phút 38 giây.
Khi đó, hàm lượng hợp chat phenolic tổng là 5.6 mg GAE/g chất khô tăng 94.44%, hàm lượng vitamin C 2.63 mg/g chất khô tăng 15.35%, hoạt tinh chống oxy hóa theo phương pháp FRAP và ABTS lần lượt là 262.61 umol TEAC/g chất khô và 160.59 pmol TEAC/ g chất khô tang, cao hơn 39.31 % và 56.7% so với mẫu đối chứng không sử dụng siêu âm.
Khảo sát động học quá trình trích ly các hợp chat phenolic và vitamin C để thu nhận dịch quả cóc cho thay phương pháp xử lý siêu âm làm tăng hang số tốc độ trích ly và tốc độ trích ly ban đầu lần lượt là 6.85 và 7.38 lần (đối với vitamin C);
8.6 và 12.46 lần (đối với hợp chất phenolic tổng) khi so sánh với phương pháp không xử lý siêu âm.
Khảo sát sự ảnh hưởng của sóng siêu âm dén hàm lượng một sô cau tử quan trọng trong nhóm phenolic của dịch trích quả cóc thu được.
Nghiên cứu kết hợp sóng siêu âm và chế phẩm enzyme thủy phân để cải thiện hơn nữa hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả cóc hoặc rút ngăn thời gian trích ly dich quả.
Nghiên cứu các phương pháp không làm biến đổi các hợp chat phenolic và vitamin C dịch quả cóc trong quá trình bảo quản.
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Võ Hoài Đông Sử dụng sóng siêu âm dé làm tăng hoạt tính chong oxy hóa của dịch trích quả sim (rhodomyrtus tomentosa (ait.) hassk, luận văn đại học Bách Khoa TPHCM, 2012.
[2] Adamou Harouna-Oumarou H., (2006) Extraction solide-liquide aqueuse de Paubier de tilleul en r’egimes iscontinuet continu: caract’erisation, cin“etique mod elisation, d“eveloppement pilote, PhD thesis, Universit’e Pierre et MarieCurie, Paris.
[3] Adekunte A.O, Tiwari B.K., Cullen P J, Scannell A.G.M., O’Donnell C.P.(2010) Effect of sonication on colour, ascorbic acid and yeast inactivation in tomato juice Food Chemistry, Vol 122, pp 500-507.
[4] Alighourchi, H R., Barzegar, M., Sahari, M A and Abbasi, S (2013) Effect of sonication on anthocyanins, total phenolic content, and antioxidant capacity of pomegranate juices International Food Research Journal, vol 20(4), pp 1703-
Medicinal and Economic Value of Spondias Mombin, African Journal of Biomedical Research, Vol 11, pp 129-136.
[6] Cansino, N.C., Guadalupe Pérez Carrera, Quinatzin Zafra Rojas, Luis Delgado Olivares, Ernesto Alanis Garcia and Esther RamirezMoreno 2013 Ultrasound Processing on Green Cactus Pear (Opuntia ficus Indica) Juice: Physical, Microbiological and Antioxidant properties, Food Process Technology, pp 4-9.
[7] Carla Da Porto, Erica Porretto, Deborha Decorti (2013) Comparison of ultrasound-assisted extraction with conventional extraction methods of oil and polyphenols from grape (Vitis vinifera L.) seeds Ultrasonics Sonochemistry, Vol.
[8] Carl W Campell and Julian W Sauls (1994) Spodias in Florida, Fact sheet HS-63, university of florida.
[9] Dang, B K., Huynh, T V and Le, V V M (2012) Simultaneous treatment of acerola mash by ultrasound and pectinase preparation in acerola juice processing: optimization of the pectinase concentration and pectolytic time by response surface methodology International Food Research Journal, Vol.19(2), pp 509-513.
[10] Feril, L B., & Kondo, T (2004) Biological effects of low intensity ultrasound: Themechanism involved and its implications on therapy and on biosafety of ultrasound Journal of Radiation Research, Vol 45, pp 479-489.
[11] Gabrielsson, J., Lindberg, N O & Lundstedt, T., 2002 Multivariate methods in pharmaceutical applications, Journal of Chemometrics, 16, pp.141-160.
[12] Ge Zu, Rongrui Zhang, Lei Yang, Chunhui Ma, Yuangang Zu, Wenjie Wang and Chunjian Zhao (2012) Ultrasound-Assisted Extraction of Carnosic Acid andRosmarinic Acid Using Ionic Liquid Solution from Rosmarinus officinalis, Int.
[13] Hauck, J-T, Amauri Rosenthal, Rosires Deliza,Ronoel L de Oliveira Godoy, Sidney Pacheco (2011) Nutritional properties of yellow mombin (Spondias mombin L.) pulp Food Research International, vol 44, pp 2326-2331
[14] Hanamura, T., Uchida, E., and Aoki, H (2008) Changes of the composition in acerola (Malpighia emarginata DC.) fruit in relation to cultivar, growing region and maturity Journal of the Science of Food and Agriculture, vol 88, pp 1813 — 1820.
[15].Ishak, S A., Ismail, N., Mohd Azemi Mohd Noor, Ahmad, H., (2005) Some physical and chemical properties of ambarella (Spondias cytherea Sonn.) at three different stages of maturity Journal of Food Composition and Analysis, Vol 18, 819-827.
[16] Jian-Bing, J., Xiang-hong, L., Mei-diang, C., and Zhi-chao, X (2006).
Improvement of leaching process of Geniposide with ultrasound Ultrasonics Sonochemistry, vol 13, pp 455 — 462.
[17] Jose Contreras- Calderon, Lilia Calderon- Jaimes, Eduardo Guerra- Hernandez
& Belen Garcia- Villanova (2011) Food Research International, vol 44, pp 2047- 2053.
[IS].Juane Dong, Yuanbai Liu, Zongsuo Liang, Weiling Wang.(2010) Investigation on ultrasound-assisted extraction of salvianolic acid B from Salvia miltiorrhiza root.
[19] Juliano Lemos Bicas, Gustavo Molina, Ana Paula Dionisio, Francisco Fabio Cavalcante Barros,Roger Wagner, Mario Roberto Maróstica Jr., Glaucia Maria Pastore (2011) Volatile constituents of exotic fruits from Brazil Food Research International, Vol 44, pp 1843-1855.
[20] Kamaljit Vilkhu, Raymond Mawson, Lloyd Simons, Darren Bates (2008).
Applications and opportunities for ultrasound assisted extractionin the food industry Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol 9, pp 161-169.
[21] Koubala, B.B, Mbome, L.I, Kansci G, Mbiapo F.T, Crépeau MJ, Thibault J.F and M.C Ralet (2008) Physicochemical properties of pectins from ambarella peels (Spondias cytherea) obtained using different extraction conditions Food Chemistry, pp.1202-1207.
[22] Kuldiloke, J (2002) Effect of ultrasound, temperature and pressure treatments on enzyme activity and quality indicators of fruit and vegetable juices, Berlin.
[23] Laborde, J L., Bouyer, C., Caltagirone, J P., and Gerard, A (1998) Acoustic bubble cavitation at low frequencies Ultrasonics, vol 36, pp 589 — 594.
[24] Le, N L., Le, V V M., (2010) Application of ultrasound in grape mash treatment in juice processing Ultrasonics Sonochemistry, vol 17, pp 273-279.
[25] Li, H., Pordesimo, L., and Weiss, J (2004) High intensity ultrasound-assisted extraction of oil from soybeans Food Research International, vol 37, pp 731 — 738
[26].Ma, Y., Ye, X., Hao, Y., Xu, G., Xu, G., and Liu, D., (2008) Ultrasound- assisted extraction of hesperidin from Penggan (Citrus reticulata) peel Ultrasonics Sonochemistry, vol 15, pp 227 — 232.
[27] Mason, T.J, Paniwnyk L and Lorimer J.P (1996) The uses of ultrasound in foodtechnology, Ultrasonics Sonochemistry, vol 3, pp 253-260 , uses of ultrasound in food technology.
[28] Muhammad Kamran Khan, Maryline Abert-Vian, Anne-Sylvie Fabiano- Tixier, Olivier Dangles, Farid Chemat (2010) Ultrasound-assisted extraction of
56 polyphenols (flavanone glycosides) from orange (Citrus sinensis L.) peel, Food Chemistry, vol 119, pp 851-858.
[29] Nahar, N., Rahman, S and Mosihuzzaman M, 1990 Analysis of carbohydrates in seven edible fruits of Bangladesh, Journal of science Food Argic, Vol 51, pp.
[30].Narendra Narain, Mercia de Sousa Galva, Marta Suely Madruga (2007).
Volatile compounds captured through purge and trap technique in caja-umbu (Spondias sp.) fruits during maturation, Food Chemistry, vol 102, pp 726-731.
[31] Nguyen, T P and Le, V V M (2012) Application of ultrasound to pineapple mash treatment in juice processing International Food Research Journal, vol 19, pp 547-552.
[32].Nguyen, V P T., Le, T T and Le, V V M (2013) Application of combined ultrasound and cellulase preparation to guava (Psidium guajava) mash treatment in juice processing: optimization of biocatalytic conditions by response surface methodology International Food Research Journal, vol 20(1), pp 377-381.
[33] Palma, M., and Barroso, G (2002) Ultrasound-assisted extraction and determination of tartaric and malic acids from grapes and winemaking by-products.
Analalytica Chemica Acta, vol 458, pp 119 — 130.
[34] Pétrier, C., Combet, E., & Mason, T J (2007) Oxygen-induced concurrent ultrasonic degradation of volatile and non-volatile aromatic compounds Ultrasonics Sonochemistry, vol 14, pp 117-121.
[35] Phan, L H N., Nguyen, T.N.T., Le, V.V.M., 2012 Ultrasonic treatment of mulberry (Morus alba) mash in the production of juice with high antioxidant level, Journal of Science and Technology (ISSN: 0866-708X), vol 50 (3A), pp 204-209
[36].Prakash Maran J, Manikandan S, Vigna Nivetha.C, Dinesh R 2013.
Ultrasound assisted extraction of bioactive compounds from Nephelium lappaceum L fruit peel using central composite face centered response surface design Arabian Journal of Chemistry, pp 1-13.
[37] Priscilla, C Veggi, Diego, T Santos, Anne-Sylvie Fabiano-Tixier, Carine Le Bourvellec, M Angela A Meireles, Farid Chemat 2013 Ultrasound-assisted Extraction of Polyphenols from Jatoba (Hymenaea courbaril L.var stilbocarpa) Bark Food and Public Health, pp 119-129.
[38] Ramadan, M F and Moersel, J T (2007) Impact of enzymatic treatment on chemical composition, physicochemical properties and radical scavenging activity of goldenberry (Physalis peruviana L.) juice Journal of the Science of Food and Agriculture, vol 87, pp 452 — 460.
[39] Rakotondramasy-Rabesiaka L., Havet J.L., Porte, C., Fauduet, H., (2007) Solidliquidextraction of protopne from Fumaria _ officinalis L.- Analysisdetermination, kinetic reaction and modelbuilding, Sep and Puri Tech.
[40].Riesz, P., & Kondo, T (1992) Free radical formation induced by ultrasound and itsbiological implications Free Radical Biology and Medicine, vol 13, pp.
[41].Sivakumar, V., Verma, V R., Rao, P G., and Swaminathan, G (2007) Studies on the use of power ultrasound in solid — liquid myrobalan extraction process.
Journal of Cleaner Production, vol 15, pp 1813 — 1818.
[42] Subhadrabanhdu, S., 2001 Under utilized tropical fruits of Thailand, FAO rap publication 2001/26 FAO, Rome, 7Opp.
[43]-Thaipong, K et al., 2006 Comparison of ABTS, DPPH, FRAP and ORAC assays for estimating antioxidant activity from guava fruit extracts Journal of Food Coposition and Analysis, Vol.19, pp 669-675.
[44] Tiwari, B K., O’Donnell, C P., Patras, A., and Cullen, P J (2008).
Anthocyanin and ascorbic acid degradation in sonicated strawberry juice Journal of Agricultural and Food Chemistry, 56, 10071 — 10077.
[45] Tiwari, B K., Patras, A., Brunton, N., Cullen, P J., and O’Donnell, C P.
(2010) Effect of ultrasound processing on anthocyanins and color of red grape juice Ultrasonics Sonochemistry, 17,598 — 604.
[46].Lim, T.K., (2012) Spondias cytherea Edible medicinal and Non- medicinal Plants, volume | fruit, pp 160-165.
[47].Iorres, B., Tiwari, B.K., Patras, A., Cullen, P.J., Brunton, N., O'Donnell, C.P.
(2011) Stability of anthocyanins and ascorbic acid of high pressure processed blood orange juice during storage Innovative Food Science and Emerging Technologies
[48].Taralkar, S V, Garkal D J (2010) Solid-liquid extraction process of active ingredients from medicinal plantsmathematical models, International Journal of Chemical Sciences and Applications ISSN 0976-2590, Vol 1, Issue 2, pp 82-85.
[49].Vinatoru, M (2001) An overview of the ultrasonically assisted extraction of bioactive principles from herbs Ultrasonics Sonochemistry, 8, 303 — 313.
Quantitative modelling approaches for ascorbic acid degradation and non-enzymatic browning of orange juice during ultrasound processing Journal of Food Engineering, Vol 96, pp 449-454.
[SO] Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y., and Li, X (2008) Optimisation of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran Food Chemistry, 106, 804 — 810.
[S1] Wong, W.D., Lai, F.Y, 1995 Volatile constituents of ambarella (Spondias cythera Sonnerat) fruit, Flav FragrJ, Vol.10, pp 375-378.
[S52] Zbigniew, J Dolatowski, Joanna Stadnik, Dariusz Stasiak (2007).
Applications of ultrasound in food technology Acta Sci Pol., Technol Aliment Vol 6, pp 89-99.
[53] Zhang, L., Shan, Y., Tang, K., and Putheti, R (2009) Ultrasound-assisted extraction flavonoids from Lotus (Nelumbo nuficera Gaertn) leaf and evaluation of
59 its anti-fatigue activity International Journal of Physical Sciences, vol 4, pp 418 — 422.
PHU LUC A: Các phương pháp phan tích
> _ Hóa chất - Nước cất - Dung dịch acid oxalic 1%: cân 14 g acid oxalic định mức băng nước cất thành | L
- Máy đo hàm lượng vitamin C: RQflex plus 10 (Merch, Duc).
- Test thu acid ascorbic merckoquant, Đức Cac test thu được bảo quan ở nhiệt độ từ 15-25°C.
Mau được xử lý bang sóng siêu âm với các thông số cụ thé theo từng thí nghiệm.
