Luận án tiến sĩ Công nghệ thực phẩm: Thu nhận acid béo từ nguồn dầu hạt bàng Terminalia catappa L bằng enzyme lipase Mucor javanicus, Rhizopus oryzae và định hướng ứng dụng trong thực phẩm

Để khai thác và nâng tầm giá trị kinh tế của dầu hạt bàng, nghiên cứu tiếp theo được thực hiện trên nền tảng áp dụng các phương pháp thân thiện với môi trường là sử dụng enzyme lipase Mu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGỤY LỆ HỒNG

THU NHẬN ACID BÉO TỪ NGUỒN DẦU HẠT BÀNG

Terminalia catappa L BẰNG ENZYME LIPASE

Mucor javanicus, Rhizopus oryzae

VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ

TP HỒ CHÍ MINH - NĂM 2024

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGỤY LỆ HỒNG

THU NHẬN ACID BÉO TỪ NGUỒN DẦU HẠT BÀNG

Terminalia catappa L BẰNG ENZYME LIPASE

Mucor javanicus, Rhizopus oryzae

VÀ ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số chuyên ngành: 62.54.01.01

Phản biện độc lập: PGS.TS TRẦN THANH TRÚC Phản biện độc lập: PGS.TS LÊ THỊ HỒNG ÁNH

Phản biện: PGS.TS PHAN TẠI HUÂN Phản biện: PGS.TS NGUYỄN THỊ LAN PHI Phản biện: PGS.TS NGUYỄN VŨ HỒNG HÀ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: GS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên Ngụy Lệ Hồng nghiên cứu sinh khóa 2016 bộ môn Công nghệ thực phẩm trực thuộc Khoa Kỹ thuật hóa học Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực, và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận án

Chữ ký

Ngụy Lệ Hồng

ii

TÓM TẮT LUẬN ÁN

Dầu hạt bàng chứa nhiều loại acid béo, trong số đó loại chiếm tỉ trọng cao là acid palmitic được sử dụng rộng rãi làm chất hoạt động bề mặt và mỹ phẩm; nhóm các acid béo thiết yếu như acid oleic (Omega 9), acid linoleic (Omega 6) và acid linolenic (Omega 3) được ứng dụng nhiều trong thực phẩm và y sinh Thủy phân dầu hạt bàng bằng enzyme lipase để thu acid béo là một phương pháp có tính thân thiện với môi trường

Đề tài đã nghiên cứu các điều kiện phản ứng thích hợp của enzyme Mucor javanicus (E

MJL) có hoạt lực là 25U/mL ở 30OC, lắc với tốc độ 150 vòng/phút, thời gian là 1 giờ Lượng enzyme sử dụng là 2,5% (tổng thể tích hỗn hợp phản ứng) được trộn với 15% dầu lạnh (TCCO), 25% dung dịch đệm citrate phosphate có pH 7 nồng độ 200mM, 25% dung dịch ion Zn2+ có nồng độ 500mN và 12,5% dung dịch xanthan gum có nồng độ 0,06%, hiệu suất thu nhận acid béo là 60,27% Tương tự, phản ứng giữa E MJL với 10% dầu nóng (TCHO), 25% dung dịch đệm phosphate có pH 7 nồng độ 200mM, 25% dung dịch ion Zn2+có nồng độ 500mN và 12,5% dung dịch xanthan gum có nồng độ 0,04%, hiệu suất thu nhận

acid béo là 50,26% Tuy nhiên, thực hiện với 2,5% enzyme Rhizopus oryzae (E ROL) có

hoạt lực là 75U/mL ở 35OC, tốc độ lắc 150 vòng/ phút trong 1 giờ, trộn với 15% TCCO, giữ nguyên dung dịch xanthan gum như trường hợp thủy phân TCCO bằng E MJL; thay thế 25% dung dịch đệm bằng phosphate có pH 7 nồng độ 200mM, 25% dung dịch ion bằng Ca2+có nồng độ 500mN, hiệu suất thu acid béo là 78,22% tăng lên 17,95% so với dùng E MJL trên cùng nền dầu Nếu trộn 2,5% E.ROL với 10% TCHO, có cùng điều kiện phản ứng; chỉ thay dung dịch ion bằng Ca2+ có nồng độ 500mN thì hiệu suất thu acid béo là 60,27% tăng 10,01% so với dùng E MJL trên cùng nền dầu

Kết tinh acid béo (FA) trong môi trường acetone (A) lạnh theo tỉ lệ 1:6 (w/v) duy trì ở âm 5OC trong 24 giờ thu được các phân đoạn gồm acid béo bão hòa (SFA) có hiệu suất là 84,57% và độ tinh khiết là 99,65% (tính theo lượng acid béo bão hòa có trong phân đoạn SFA); acid béo không bão hòa (UFA) có hiệu suất là 79,69% và độ tinh khiết là 92,77% (tính theo lượng acid béo không bão hòa có trong UFA) Giá trị IC50của phân đoạn SFA và UFA lần lượt là 2561µg/ mL và 4058µg/ mL và hoạt lực nhặt gốc tự do của UFA thấp hơn 1,6 lần SFA

Từ khóa: dầu hạt bàng, acid béo, enzyme lipase, phân đoạn acid béo

iii

ABSTRACT

Terminalia catappa L oil contains many types of fatty acids, among which palmitic acid

is widely used as a surfactant and cosmetic, and essential fatty acids such as oleic acid (Omega 9), linoleic acid (Omega 6) and linolenic acid (Omega 3) are widely used in food and biomedicine Hydrolysis of almond oil with lipase enzyme to obtain fatty acids is an environmentally friendly method

The topic studied the appropriate reaction conditions of Mucor javanicus enzyme (E

MJL) with an activity of 25U/mL at 30OC, shaking at 150 rpm, time of 1 hour The amount of enzyme used was 2.5% (total volume of reaction mixture) mixed with 15% cold oil (TCCO), 25% citrate phosphate buffer solution with pH 7, concentration of 200mM, 25% Zn2+ ion solution with concentration of 500mN and 12.5% xanthan gum solution with concentration of 0.06%, the efficiency of fatty acid recovery was 60.27% Similarly, the reaction between E MJL with 10% hot oil (TCHO), 25% phosphate buffer solution with pH 7 concentration of 200mM, 25% Zn2+ ion solution with concentration of 500mN and 12.5% xanthan gum solution with concentration of 0.04%, the fatty acid recovery

efficiency was 50.26% However, performed with 2.5% Rhizopus oryzae enzyme (E ROL)

with activity of 75U/mL at 35OC, shaking speed of 150 rpm for 1 hour, mixed with 15% TCCO, keeping the xanthan gum solution as in the case of TCCO hydrolysis with E MJL; replacing 25% of the buffer solution with phosphate at pH 7 with a concentration of 200mM, 25% of the ion solution with Ca2+ at a concentration of 500mN, the fatty acid recovery efficiency was 78.22%, increased to 17.95% compared to using E MJL on the same oil base If 2.5% E ROL was mixed with 10% TCHO, with the same reaction conditions Only replacing the ion solution with Ca2+ with a concentration of 500mN, the fatty acid recovery efficiency was 60.27%, an increase of 10.01% compared to using E MJL on the same oil base

Crystallization of fatty acids (FA) in cold acetone (A) at a ratio of 1:6 (w/v) maintained at -5OC for 24 hours yielded fractions including saturated fatty acids (SFA) with a yield of 84.57% and a purity of 99.65% (calculated based on the amount of saturated fatty acids in the SFA fraction); unsaturated fatty acids (UFA) with a yield of 79.69% and a purity of 92.77% (calculated based on the amount of unsaturated fatty acids in the UFA) The IC50 values of the SFA and UFA fractions were 2561µg/mL and 4058µg/mL, respectively, and the free radical scavenging activity of UFA was 1.6 times lower than that of SFA

Keywords: Terminalia catappa L seed oil, fatty acids, lipase enzyme, fatty acid fraction

Thảo bộ môn sinh học trực thuộc Viện công nghệ sinh học thực phẩm trường Đại học CôngNghiệp Tp HCM.

5 Kỹ sư Nguyễn Trần Thị Hoàng Oanh chuyên viên Trung tâm y tế quận 12 Kỹ sư NgôThanh Trường chuyên viên R&D công ty TNHH CALOFIC chi nhánh TP Hồ Chí Minh

giám đốc)Đã hỗ trợ điều kiện vật chất, phòng thí nghiệm và góp ý cho tôi hoàn tất luận án tiến sĩ

v

MỤC LỤC

TÓM TẮT LUẬN ÁN ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU xii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xiii

1.3.3 Tác dụng dược lý của dầu hạt bàng 17

1.4 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA α-TOCOPHEROL VÀ ACID ASCORBIC TRONG DẦU 24

1.5 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME LIPASE 25

1.5.1 Lipase Mucor javanicus (E MJL) 25

1.5.2 Lipase Rhizopus oryzae (E ROL) 28

1.6 ẢNH HƯỞNG CỦA XANTHAN GUM ĐẾN KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH HỆ NHŨ TƯƠNG 29

1.7 PHƯƠNG PHÁP THU VÀ TINH CHẾ CÁC PHÂN ĐOẠN ACID BÉO 30

1.7.1 Thu acid béo (FA) 30

1.7.2 Các phương pháp tách chiết và tinh sạch acid béo 30

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

vi

2.2.1 Quy trình bố trí các giai đoạn nghiên cứu 37

2.2.2 Xác định các đặc tính của hạt bàng (Terminalia catappa L) 38

2.2.3 Các phương pháp thu dầu hạt bàng 38

2.2.4 Xác định một số chỉ tiêu của dầu hạt bàng 41

2.2.5 Phương pháp thử nghiệm độc tính của dầu hạt bàng trên chuột Mus musculus 42

2.2.6 Kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn, hoạt tính nhặt gốc tự do của dầu TCCO và TCHO 44

2.2.7 Các điều kiện ảnh hưởng lên chỉ số PV và AV dầu hạt bàng khi bổ sung hỗn hợp - tocopherol và acid ascorbic 45

2.2.8 Xác định các điều kiện ảnh hưởng đến hoạt lực của E MJL và E ROL tham gia làm xúc tác thủy phân dầu hạt bàng (Terminalia catappa L) 48

2.2.9 Thu nhận acid béo từ quá trình thủy phân dầu hạt bàng bằng enzyme lipase Mucor javanicus và Rhizopus oryzae 56

2.2.10 Kết tinh các phân đoạn acid béo bão hòa (SFA) và acid béo không bão hòa (UFA) 58

2.2.11 Xác định thành phần các acid béo đặc trưng - Độ tinh sạch của phân đoạn SFA và UFA 61

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 61

2.3.1 Phương pháp phân tích công cụ 61

2.3.2 Phương pháp phân tích hóa học 62

2.3.3 Phương pháp đo quang và ngoại suy tuyến tính 62

2.3.4 Phương pháp khối lượng 62

2.3.5 Phân tích thống kê 62

2.4 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU 62

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 64

3.1 THU HOẠCH HẠT BÀNG 64

3.1.1 Quy trình thu hoạch hạt bàng 64

3.1.2 Xác định đặc tính của hạt bàng (Terminalia catappa L) 65

3.2 THU NHẬN DẦU HẠT BÀNG 68

3.2.1 Hiệu suất thu nhận dầu hạt bàng 68

3.2.2 Các chỉ tiêu hóa lý của dầu hạt bàng thu từ các phương pháp khác nhau 70

3.2.3 Quy trình thu dầu hạt bàng (Terminalia catappa L) 72

vii

3.2.4 Xác định các chỉ tiêu vật lý của TCCO và TCHO 75

3.2.5 Xác định thành phần các acid béo đặc trưng trong TCCO và TCHO 76

3.2.6 Phân tích thành phần các chất khoáng có trong TCCO và TCHO 78

3.3 KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM IN VIVO ĐỘC TÍNH DẦU TCCO 79

3.3.1 Thử độc tính cấp trên chuột 79

3.3.2 Thử độc tính bán trường diễn và trường diễn trên chuột Mus musculus 86

3.4 HOẠT ĐỘNG KHÁNG KHUẨN CỦA TCCO VÀ TCHO 96

3.5 HOẠT LỰC NHẶT GỐC TỰ DO CỦA TCCO VÀ TCHO 99

3.6 ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG LÊN CHỈ SỐ PV VÀ AV CỦA TCCO KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP Α-TOCOPHEROL VÀ ACID ASCORBIC LÀM CHẤT BẢO QUẢ 101

3.6.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên chỉ số PV và AV của dầu TCCO 101

3.6.2 Ảnh hưởng của tốc độ lắc lên chỉ số PV và AV của dầu TCCO 103

3.6.3 Ảnh hưởng của thời gian lắc lên chỉ số PV và AV của dầu TCCO 104

3.6.4 Ảnh hưởng của nồng độ α-tocopherol lên PV và AV trong thời gian bảo quản dầu TCCO 105

3.6.5 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic lên PV và AV trong thời gian bảo quản dầu TCCO 107

3.7 XÁC ĐỊNH ĐIỀU KIỆN PHẢN ỨNG CỦA E MJL VÀ E ROL 110

3.7.1 Ảnh hưởng của tốc độ lắc lên hoạt lực E MJL và E ROL 110

3.7.2 Ảnh hưởng của nồng độ xanthan gum lên hoạt lực E MJL và E ROL 112

3.7.3 Ảnh hưởng của pH lên hoạt lực E MJL và E ROL 113

3.7.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng lên hoạt lực E MJL và E ROL 116

3.7.5 Ảnh hưởng của ion kim loại lên hoạt lực E MJL và E ROL 117

3.7.6 Ảnh hưởng của nồng độ dầu TCCO và TCHO lên hoạt lực E MJL và E ROL 119

3.7.7 Động học enzyme 122

3.8 THU ACID BÉO TỪ DẦU HẠT BÀNG (Terminalia catappa L) 125

3.8.1 Quy trình thủy phân dầu hạt bàng bằng E MJL để thu acid béo (FA) 126

3.8.2 Quy trình thủy phân dầu hạt bàng bằng E ROL để thu acid béo (FA) 127

3.8.3 Hiệu suất thu hỗn hợp acid béo (FA) từ thủy phân TCCO và TCHO bằng E MJL và E ROL 128

3.9 QUY TRÌNH KẾT TINH VÀ TÁCH CÁC PHÂN ĐOẠN ACID BÉO 129

viii 3.9.1 Điều kiện kết tinh FA và tách riêng các phân đoạn acid béo bão hòa (SFA)

và acid béo không bão hòa (UFA) 131

3.9.2 Xác định thành phần các acid béo đặc trưng và độ tinh khiết của các phân đoạn SFA và UFA 136

3.9.3 Thử nghiệm hoạt lực nhặt gốc tự do của các phân đoạn acid béo 153

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 155

4.1 KẾT LUẬN 155

4.2 KIẾN NGHỊ 156

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 157

TÀI LIỆU THAM KHẢO 158

PHỤ LỤC 169

ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 (a) Lá, (b) hoa và (c) quả bàng [13-15] 5

Hình 1 2 Cơ chế hoạt hóa liên kết của lipase [80] 26

Hình 1 3 Phương trình chung về sự thủy phân Triacylglycerol bằng enzyme lipase [81] 27Hình 1 4 Phương trình thủy phân Triacylglycerol bằng enzyme MJL[80] 27

Hình 2 1 Quy hoạch các điểm thu hái quả bàng ở xã An Tịnh, huyện Trảng Bàng, tỉnh Tây Ninh 33

Hình 2 2 Quả bàng chín (a), hạt bàng tươi (b), hạt bàng đã sấy khô (c) [97] 34

Hình 2 3 Sơ đồ hoạch định chung các thí nghiệm 37

Hình 2 4 Dầu lạnh thô (A); dầu nóng thô (B); lớp tủa phosphatide, gum, protein (C) 40

Hình 2 5 Dầu lạnh tinh sạch TCCO (A1); Dầu nóng tinh sạch TCHO (B1) 40

Hình 3 1 Sơ đồ quy trình thu hoạch hạt bàng 64

Hình 3 2 Mặt cắt dọc hạt bàng ở độ phóng đại 100 và 300 µm 67

Hình 3 3 Mặt cắt ngang của hạt bàng ở độ phóng đại 100 và 300 µm 67

Hình 3 4 Hiệu suất thu dầu hạt bàng bằng các phương pháp khác nhau 68

Hình 3 5 Sơ đồ quy trình thu dầu hạt bàng bằng phương pháp ép nóng (M2) 72

Hình 3 6 Sơ đồ quy trình thu dầu hạt bàng bằng phương pháp tích hợp (M5) 73

Hình 3 7 Đại thể chuột sau 3 ngày cho uống TCCO ở các liều khác nhau 79

Hình 3 8 Tác dụng của TCCO đối với sự hấp thụ lipid sau 3 ngày uống 81

Hình 3 9 Tác dụng của dầu TCCO lên tĩnh mạch trung tâm (Cv) của mô gan chuột sau 3 ngày uống (khi nhuộm HE) 85

Hình 3 10 Tác dụng của dầu TCCO lên không gian cổng tế bào (Pv) của mô gan chuột sau 3 ngày uống (khi nhuộm HE) 85

Hình 3 11 Đại thể của chuột sau 14 và 28 ngày cho uống TCCO với các liều 544,5 và 5445 mg/kg chuột 87

Hình 3 12 Tác dụng của TCCO lên sự hấp thụ lipid trong 14 và 28 ngày uống 88

Hình 3 13 Tác dụng TCCO lên sự bài tiết lipid theo phân trong 14 và 28 ngày uống 89

Hình 3 14 Ảnh hưởng của TCCO ở liều 544,5 mg/kg và 5445 mg/kg chuột lên tĩnh mạch trung tâm (Cv) của mô gan chuột vào ngày thứ 14 và 28 (khi nhuộm HE) 94

Hình 3 15 Ảnh hưởng của TCCO ở liều 544,5 mg/kg và 5445 mg/kg chuột lên khoảng cổng (Pv) của mô gan chuột vào ngày thứ 14 và 28 sau khi nhuộm HE 95

Hình 3 16 Ảnh hưởng của TCCO với liều 544,5 và 5445 mg/kg chuột lên cầu thận của mô gan chuột vào ngày thứ 14 và 28 sau khi nhuộm HE 95

Hình 3 17 Hoạt động kháng khuẩn của dầu hạt bàng (Terminalia catappa L) 97

Hình 3 18 Tác dụng của dầu hạt Terminalia catappa L đối với sự phát triển của vi khuẩn, dầu ép nóng (TCHO), dầu ép lạnh (TCCO) 97

Hình 3 19 Hoạt lực nhặt gốc tự do DPPH (% RSA) ở các nồng độ khác nhau của TCCO và TCHO 99

Hình 3 20 Giá trị IC50 các mẫu TCCO và TCHO 100

x Hình 3 21 Ảnh hưởng của nhiệt độ lên chỉ số PV và AV khi bổ sung 100ppm α-tocopherol

và 100ppm acid ascorbic vào dầu TCCO 102

Hình 3 22 Ảnh hưởng của tốc độ lắc lên PV và AV khi bổ sung 100ppm α-tocopherol và 100ppm acid ascorbic vào TCCO 103

Hình 3 23 Ảnh hưởng của thời gian lắc lên chỉ số PV và AV khi bổ sung 100ppm tocopherol và 100ppm ascorbic acid vào dầu TCCO 104

α-Hình 3 24 Ảnh hưởng của tốc độ lắc lên hoạt lực E MJL, E ROL khi thủy phân TCCO 110

Hình 3 25 Ảnh hưởng của tốc độ lắc lên hoạt lực E MJL, E ROL khi thủy phân TCHO 111

Hình 3 26 Ảnh hưởng của xanthan gum lên hoạt lực của E MJL và E ROL khi thủy phân dầu TCCO 112

Hình 3 27 Ảnh hưởng của xanthan gum lên hoạt lực của E MJL và E ROL khi thủy phân dầu TCHO 112

Hình 3 28 Tác động của pH lên hoạt lực của E ROL khi thủy phân dầu TCCO 114

Hình 3 29 Tác động của pH lên hoạt lực của E ROL khi thủy phân dầu TCHO 114

Hình 3 30 Tác động của pH lên hoạt lực của E MJL khi thủy phân dầu TCCO 115

Hình 3 31 Tác động của pH lên hoạt lực của E MJL khi thủy phân dầu TCHO 115

Hình 3 32 Tác động của nhiệt độ lên hoạt lực của E MJL và E ROL khi thủy phân dầu TCCO 116

Hình 3 33 Tác động của nhiệt độ lên hoạt lực của E MJL và E ROL khi thủy phân dầu TCHO 117

Hình 3 34 Đồ thị nghịch đảo kép Lineweaver-Burk giữa nồng độ TCCO và vận tốc phản ứng của E MJL 123

Hình 3 35 Đồ thị nghịch đảo kép Lineweaver-Burk giữa nồng độ TCCO và vận tốc phản ứng của E ROL 124

Hình 3 36 Đồ thị nghịch đảo kép Lineweaver-Burk giữa nồng độ TCHO và vận tốc phản ứng của E MJL 124

Hình 3 37 Đồ thị nghịch đảo kép Lineweaver-Burk giữa nồng độ TCHO và vận tốc phản ứng của E ROL 125

Hình 3 38 Sơ đồ quy trình thu acid béo từ dầu hạt bàng thủy phân bằng enzyme lipase Mucor javanicus 126

Hình 3 39 Sơ đồ quy trình thu acid béo từ dầu hạt bàng thủy phân bằng enzyme lipase Rhizopus oryzae 127

Hình 3 40 Ảnh hưởng của nồng độ dầu TCCO lên hiệu suất thu FA bằng E MJL và 128Hình 3 41 Ảnh hưởng của hàm lượng dầu TCHO lên hiệu suất thu FA bằng E MJL và 128

Hình 3 42 Sơ đồ quy thu nhận và tinh sạch các phân đoạn acid béo 130

Hình 3 43 Tác động của nhiệt độ kết tinh lên hiệu suất thu nhận các phân đoạn SFA và UFA từ FA(TCCO) 131

xi Hình 3 44 Tác động của nhiệt độ kết tinh lên hiệu suất thu nhận các phân đoạn SFA và UFA từ FA(TCHO) 132Hình 3 45 Ảnh hưởng của thời gian kết tinh lên hiệu suất thu nhận các phân đoạn SFA và UFA từ FA(TCCO) 133Hình 3 46 Ảnh hưởng của thời gian kết tinh lên hiệu suất thu các phân đoạn SFA và UFA từ FA(TCHO) 134Hình 3 47 Ảnh hưởng giữa tỉ lệ acetone đến hiệu suất thu nhận các phân đoạn SFA và UFA từ FA(TCCO) 135Hình 3 48 Ảnh hưởng của lượng acetone đến hiệu suất thu nhận các phân đoạn SFA và UFA từ FA(TCHO) 136Hình 3 49 Thành phần acid béo có trong phân đoạn SFA (FA(TCCO) - E MJL) 138Hình 3 50 Thành phần acid béo có trong phân đoạn UFA (FA(TCCO) - E MJL) 140Hình 3 51 Thành phần acid béo đặc trưng của phân đoạn SFA (FATCHO - E MJL) 142Hình 3 52 Thành phần của acid béo đặc trưng của phân đoạn UFA (FATCHO - E MJL) 144Hình 3 53 Thành phần của acid béo đặc trưng phân đoạn SFA (FA(TCCO) - E ROL) 146Hình 3 54 Thành phần của acid béo đặc trưng phân đoạn UFA (TCCO- E ROL) 148Hình 3 55 Thành phần của acid béo đặc trưng của các phân đoạn (FA(TCHO) - E ROL) 150Hình 3 56 Thành phần của acid béo đặc trưng của các phân đoạn (FA(TCHO) - E ROL) 152Hình 3 57 Hoạt lực nhặt gốc tự do DPPH (% RSA) ở các nồng độ khác nhau của phân đoạn SFA và UFA 154Hình 3 58 Giá trị IC50 của phân đoạn SFA và UFA 154

xii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2 1 Danh sách các loại hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 35

Bảng 2 2 Xác định tốc độ lắc thích hợp để hoạt lực enzyme lipase cực đại 49

Bảng 2 3 Xác định nồng độ xanthan gum thích hợp để hoạt lực enzyme lipase cực đại 50Bảng 2 4 Xác định loại đệm có pH thích hợp để hoạt lực enzyme lipase cực đại 51

Bảng 2 5 Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp để hoạt lực enzyme lipase cực đại 51

Bảng 2 6 Xác định loại ion thích hợp để hoạt lực của enzyme lipase cực đại 52

Bảng 2 7 Xác định nồng độ dầu hạt bàng thích hợp để hoạt lực enzyme lipase cực đại 53Bảng 2 8 Xác định mối liên hệ giữa dầu TCCO với tốc độ phản ứng của enzyme lipase 55

Bảng 2 9 Xác định mối liên hệ giữa dầu TCHO với tốc độ phản ứng của enzyme lipase 55

Bảng 2 10 Bố trí điều kiện thủy phân bằng E MJL để xác định hiệu suất thu acid béo từ dầu hạt bàng 57

Bảng 2 11 Bố trí điều kiện thủy phân bằng E ROL để xác định hiệu suất thu acid béo từ dầu hạt bàng 58

Bảng 2 12 Bố trí các thông số thí nghiệm để chọn nhiệt độ kết tinh thích hợp 59

Bảng 2 13 Bố trí điều kiện thí nghiệm để chọn thời gian kết tinh thích hợp 60

Bảng 2 14 Bố trí điều kiện thí nghiệm để chọn tỉ lệ FA và acetone thích hợp 60

Bảng 3 1 Kết quả phân tích thành phần của hạt bàng (Terminalia catappa L.) 65

Bảng 3 2 Giá trị đo độ cứng của hạt bàng 66

Bảng 3 3 Các chỉ tiêu hóa lý của dầu hạt bàng thu từ những phương pháp khác nhau 71

Bảng 3 4 Kết quả phân tích các chỉ tiêu vật lý của TCCO và TCHO 75

Bảng 3 5 Phân tích thành phần acid béo đặc trưng trong dầu TCCO và TCHO 76

Bảng 3 6 Thành phần khoáng chất có trong dầu hạt bàng (Terminalia catappa L) 78

Bảng 3 7 Ảnh hưởng của TCCO đến số chuột chết trong 3 ngày cho uống 80

Bảng 3 8 Khối lượng cơ thể chuột trong 3 ngày cho uống TCCO 82

Bảng 3 9 Thông số sinh lý máu chuột Mus musculus sau 3 ngày uống TCCO 83

Bảng 3 10 Nồng độ AST, ALT và creatinine trong máu của chuột Mus musculus khi uống TCCO sau 3 ngày 84

Bảng 3 11 Ảnh hưởng của TCCO đến số chuột chết trong 14 và 28 ngày cho uống 86

Bảng 3 12 Khối lượng cơ thể chuột trong 14 và 28 ngày cho uống dầu TCCO 90

Bảng 3 13 Tác dụng của TCCO lên khối lượng gan và thận của chuột trong 14 và 28 ngày sử dụng 91

Bảng 3 14 Thông số sinh lý máu chuột Mus musculus sau 14 và 28 ngày uống TCCO 92Bảng 3 15 Nồng độ AST, ALT và creatinine trong máu của chuột Mus musculus khi uống TCCO trong 14 và 28 ngày 93

Bảng 3 16 Hoạt động kháng khuẩn của dầu hạt bàng (Terminalia catappa L) 96

Bảng 3 17 Ảnh hưởng của nồng độ α-tocopherol lên PV trong thời gian bảo quản dầu TCCO (không bổ sung acid ascorbic) 105

xiii Bảng 3 18 Ảnh hưởng của nồng độ α-tocopherol lên AV trong thời gian bảo quản dầu

TCCO (không bổ sung acid ascorbic) 106

Bảng 3 19 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic lên PV trong thời gian bảo quản dầu TCCO khi đã bổ sung 100 ppm α -tocopherol 108

Bảng 3 20 Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic lên AV trong thời gian bảo quản dầu TCCO khi đã bổ sung 100 ppm α -tocopherol 109

Bảng 3 21 Tác động của ion kim loại lên hoạt lực của E MJL và E ROL thủy phân TCCO 118

Bảng 3 22 Tác động của ion kim loại lên hoạt lực của E MJL và E ROL thủy phân TCHO 118

Bảng 3 23 Ảnh hưởng của nồng độ dầu TCCO lên hoạt lực của E MJL và E ROL 120

Bảng 3 24 Ảnh hưởng của nồng độ TCHO lên hoạt lực của E MJL và E ROL 121

Bảng 3 25 Điều kiện phản ứng thủy phân dầu TCCO và TCHO bằng E MJL và E ROL 122

Bảng 3 26 Thành phần các acid béo trong phân đoạn SFA (FA(TCCO) - E MJL) 137

Bảng 3 27 Độ tinh khiết của phân đoạn SFA (FA(TCCO) - E MJL) 137

Bảng 3 28 Thành phần acid béo có trong phân đoạn UFA (FA(TCCO) -E MJL) 139

Bảng 3 29 Độ tinh khiết của phân đoạn UFA (FA(TCCO) -E MJL) 139

Bảng 3 30 Thành phần acid béo có trong phân đoạn SFA (FA(TCHO) - E MJL) 141

Bảng 3 31 Độ tinh khiết của phân đoạn SFA (FA(TCHO) - E MJL) 141

Bảng 3 32 Thành phần acid béo trong phân đoạn UFA (FA(TCHO) -E MJL) 143

Bảng 3 33 Độ tinh khiết của phân đoạn UFA (FA(TCHO) - E MJL) 143

Bảng 3 34 Thành phần các acid béo trong phân đoạn SFA (FATCCO- E ROL) 145

Bảng 3 35 Độ tinh khiết của phân đoạn SFA (FA(TCCO) -E ROL) 145

Bảng 3 36 Thành phần acid béo trong phân đoạn UFA (FA(TCCO) - E ROL) 147

Bảng 3 37 Độ tinh khiết của phân đoạn UFA (FA(TCCO) -E ROL) 147

Bảng 3 38 Thành phần các acid béo trong phân đoạn SFA (FA(TCHO) - E ROL) 149

Bảng 3 39 Độ tinh khiết của phân đoạn SFA (FA(TCHO) -E ROL) 149

Bảng 3 40 Thành phần các acid béo trong phân đoạn UFA (FA(TCHO) - E ROL) 151

Bảng 3 41 Độ tinh khiết của phân đoạn UFA (FA(TCHO) -E ROL) 151

xiv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮTAV: chỉ số acid

FA(TCCO): acid béo thu từ sự thủy phân dầu lạnh

FA(TCHO): acid béo thu từ sự thủy phân dầu nóng

FA(TCCO) - E.MJL: acid béo thu từ sự thủy phân dầu lạnh bằng enzyme Mucor javanicus

FA(TCCO) - E.ROL: acid béo thu từ sự thủy phân dầu lạnh bằng enzyme Rhizopus oryzae

FA(TCHO) - E.MJL: acid béo thu từ sự thủy phân dầu nóng bằng enzyme Mucor javanicus

FA(TCHO) - E.ROL: acid béo thu từ sự thủy phân dầu nóng bằng enzyme Rhizopus oryzae

FFA: acid béo tự do GC: Sắc ký khí (Gas Chromatography) GC-MS: sắc ký khí-quang phổ khối (Gas Chromatography/Mass Spectroscopy) HE: phương pháp nhuộm Hematoxylin và Eosin

HPLC: sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid chromatography) IV: chỉ số iode

M1: phương pháp ép trục vít với hạt đã làm lạnh M2: phương pháp ép trục vít có gia nhiệt

M3: phương pháp ép thủy lực M4: phương pháp trích ly bằng hỗn hợp dung môi n-Hexane-Ethanol M5: phương pháp tích hợp (giữa M1 và M4 cho bã ép)

MTCKOt: phương pháp ester hóa

MTCKOe: phương pháp epoxy-ester

PV: chỉ số peroxide S: cơ chất

SV: chỉ số sapofication SEM: Kính hiển vi điện tử quét SFA: phân đoạn acid béo bão hòa TAG: triacylglycerol

TCO: dầu hạt bàng ép truyền thống TCKO: dầu hạt bàng trích ly bằng dung môi hữu cơ UFA: phân đoạn acid béo không bão hòa

1

MỞ ĐẦU

Cây bàng (Terminalia catappa L) được phân bố ở nhiều nơi trên thế giới trong đó có

Việt Nam là loại cây mọc hoang và sinh trưởng tốt ở điều kiện ít được chăm sóc, không cần tốn kém chi phí trồng trọt Cây cho lượng quả lớn; hạt thu từ quả có hàm lượng dầu béo cao Phần lớn các quốc gia trên thế giới tập trung nghiên cứu nhiều về đặc tính dược lý của cây bàng [1]; chủ yếu phương pháp trích ly dầu hạt bàng phổ biến được áp dụng là ép truyền thống, gần đây phòng thí nghiệm ở một vài nơi đã đưa hệ thống soxhlet để trích ly dầu bằng dung môi hữu cơ Mặt khác, các nghiên cứu ứng dụng dầu hạt bàng để điều chế xà phòng, chất ức chế ăn mòn thép trong môi trường acid [2], dầu diesel sinh học [3], chất hoạt động bề mặt từ các dẫn xuất mono-diglyceride [4] và chất chống lão hóa cho da [5,6]

Dầu hạt bàng ở Việt nam không phổ biến nhưng lại có tiềm năng kinh tế, việc nghiên cứu và điều chế chúng là rất cần thiết để phục vụ cho luận án Chúng tôi đã thực hiện các bước nghiên cứu nhằm khép kín quy trình sản xuất các sản phẩm từ loại hạt này, điển hình là đề xuất quy trình thu hoạch hạt bàng phục vụ cho việc trích ly dầu béo, sử dụng phương pháp tích hợp giữa ép trục vít không gia nhiệt (ép lạnh) với trích ly bánh dầu bằng hỗn hợp dung môi n-hexane-ethanol 75% để thu sản phẩm dầu lạnh (TCCO) có hiệu suất đạt 91,93%; bên cạnh đó, dùng phương pháp ép trục vít có gia nhiệt (ép nóng) để thu sản phẩm dầu nóng (TCHO) có hiệu suất là 40,59%

Hai sản phẩm trên đều có thành phần và các đặc tính gần giống nhau, kết quả phân tích các thông số về chất lượng phù hợp để dùng trong thực phẩm; việc kéo dài thời gian bảo quản dầu và kiểm soát tính an toàn là rất cần thiết để định hướng ứng dụng, dầu lạnh được chọn làm đối tượng bảo quản bằng hỗn hợp α-tocopherol và acid ascorbic (100:200 ppm), sau thời gian 24 tháng chỉ số acid của dầu đạt 1,41mg KOH/g và chỉ số peroxide là 0,0102 meq O2/kg, phù hợp với tiêu chuẩn dầu thực phẩm Thử nghiệm độc tính trên chuột Mus musculus L, kết quả cho thấy giữa các lô chuột không xảy ra hiện tượng cắn nhau, tranh ăn

hoặc bỏ ăn ngay cả khi uống với liều cao là 21780 mg/kg khối lượng chuột; nếu kéo dài thời gian uống trong 14 và 28 ngày ở liều 5445 mg/ kg khối lượng chuột, kết quả cho thấy chuột có bộ lông mềm, mịn và mượt hơn so với lô không uống dầu hạt bàng, phân chuột

2 bài tiết ra mềm và ráo Cả 2 thử nghiệm đều có tỉ lệ chuột chết là 0% Các chỉ số huyết học của những lô chuột thử nghiệm nằm trong vùng giới hạn tiêu chuẩn của chuột khỏe mạnh, kết quả phân tích hình ảnh vi thể khi nhuộm HE những khu vực vùng tĩnh mạch trung tâm và không gian cổng của tế bào mô gan có cấu trúc đồng đều không bị tắt nghẽn, không có tổn thương hoặc thoái hóa và hoại tử Từ đó cho thấy dầu hạt bàng thu theo phương pháp tích hợp hoặc ép nóng đều không phát hiện độc, có tiềm năng sử dụng làm dầu thực phẩm

Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của dầu lạnh và dầu nóng chúng đều có khả năng

kháng 5 chủng vi khuẩn gồm có: Bacillus cereus (ATCC 11778); Staphylococcus aureus (ATCC 29213); Escherichia coli (ATCC 25922); Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) và Vibrio parahaemolyticus (ATCC 2580931) Các giá trị IC50 của dầu lạnh là 2529 µg/ mL và dầu nóng là 950 µg/ mL cho thấy dầu nóng có hoạt lực nhặt gốc tự do cao hơn khoảng 2,5 lần so với dầu lạnh nên dầu có bản chất tự chống oxy hóa Nếu dùng dầu hạt bàng để chế biến thực phẩm và phục vụ sản xuất công nghiệp tính chất này sẽ hạn chế liều dùng của các chất phụ gia kháng vi sinh vật và chất chống oxy hóa chất béo

Để khai thác và nâng tầm giá trị kinh tế của dầu hạt bàng, nghiên cứu tiếp theo được thực hiện trên nền tảng áp dụng các phương pháp thân thiện với môi trường là sử dụng

enzyme lipase Mucor javanicus và Rhizopus oryzae để thủy phân dầu thu acid béo; thực

hiện kết tinh acid béo bằng acetone lạnh đã chiết tách được hai sản phẩm gồm phân đoạn acid béo bão hòa chủ yếu là acid palmitic và một phần nhỏ là acid stearic cùng phân đoạn acid béo không bão hòa thành phần chủ yếu là acid oleic và linoleic, cả hai phân đoạn này đều có độ tinh sạch cao lý tưởng để là nguyên liệu sản xuất mỹ phẩm và thực phẩm chức năng

1 Mục tiêu tổng quát:

Xác định các thông số kỹ thuật của quy trình thu nhận hạt bàng giàu lipid, quy trình trích ly dầu hạt bàng có hiệu suất cao, quy trình thu acid béo từ sự thủy phân bằng enzyme lipase và quy trình kết tinh acid béo bằng dung môi hữu cơ ở nhiệt độ thấp để thu các phân đoạn acid béo bão hòa và không bão hòa có độ tinh sạch cao nhằm định hướng ứng dụng chúng vào thực phẩm

2 Mục tiêu cụ thể:

3

- Xác định vùng địa lý trồng cây bàng (Terminalia catappa L) tại Việt Nam; quy trình

thu hạt và một số đặc tính hóa lý sinh của hạt bàng - Xác định được quy trình trích ly, các đặc tính hóa lý sinh của dầu lạnh (TCCO) và dầu

nóng (TCHO) Thử nghiệm in vivo độc tính của dầu hạt bàng trên chuột Thử hoạt lực

kháng khuẩn và hoạt lực nhặt gốc tự do của dầu hạt bàng Chọn ra hai chất tự nhiên bổ sung vào dầu hạt bàng với mục đích kéo dài thời gian bảo quản

- Xác định điều kiện phản ứng của enzyme lipase thông qua tối ưu từng yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của E MJL và E ROL tham gia làm xúc tác thủy phân dầu lạnh và dầu nóng để hiệu suất thu nhận acid béo là cao nhất

- Xác định điều kiện kết tinh acid béo thông qua tối ưu từng yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu các phân đoạn acid béo đạt hiệu suất cao và có độ tinh sạch cao Phân tích thành phần các acid béo đặc trưng và thử nghiệm hoạt lực nhặt gốc tự do của các phân đoạn acid béo bão hòa (SFA) và acid béo không bão hòa (UFA)

3 Ý nghĩa khoa học:

Luận án đã cung cấp nhiều thông tin và đạt kết quả tốt xuyên suốt từ thu hoạch hạt bàng; dầu hạt bàng dùng để ăn có một số dược tính tốt cho gan và hạn chế khả năng tạo huyết khối; có tính kháng 5 loại vi khuẩn gồm cả gram âm và gram dương; có hoạt tính nhặt gốc tự do Xác định được điều kiện phản ứng thủy phân dầu hạt bàng thu acid béo

bằng enzyme lipase Mô hình động của enzyme Mucor javanicus và Rhizopus oryzae;

Điều kiện kết tinh và phân đoạn acid béo

4 Ý nghĩa thực tiễn:

Xác định được khả năng sản xuất dầu hạt bàng tinh sạch với hiệu suất cao tại Việt Nam, có đặc tính hóa lý sinh đáp ứng yêu cầu của dầu thực phẩm và xây dựng được quy trình công nghệ thủy phân dầu hạt bàng, tinh sạch thu nhận hỗn hợp acid béo và từng phân đoạn acid béo định hướng sử dụng trong ngành mỹ phẩm và thực phẩm

4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 CÂY BÀNG

Cây bàng có tên khoa học là Terminalia catappa L, thuộc họ Combretaceae Tên gọi thông

thường là bàng biển, bàng Thái Bình Dương, hạnh nhân Ấn Độ, hạnh nhân nhiệt đới là một loại cây tự phát, sống trên cạn, được phát hiện trải dài khắp vùng nhiệt đới ven biển [7] Phân bố từ Châu Á nhiệt đới, Bắc Úc đến Nam Thái Bình Dương và được tìm thấy nhiều ở Ấn Độ Dương và các đảo lân cận các nước Đông Nam Á [8] Nay đã được du nhập đến các nước nhiệt đới gồm Brasil, Caribbean và Đông Châu Phi Khu vực Đông Nam Á cây bàng phát triển rộng rãi ở vùng nhiệt đới ẩm Tốc độ phát triển nhanh, cây có giá trị như một loài cây cảnh [9]

Chu kỳ rụng lá của cây đã được ghi nhận ở một số khu vực như Florida thời gian cây rụng lá rất ngắn xuất hiện lúc khí hậu khô và mát rơi vào thời điểm tháng giêng và tháng hai; Brazil (Rio de Janeiro) thời kỳ rụng lá kéo dài hơn xuất hiện vào mùa khô từ tháng 5 đến tháng 10; Sri Lanka thời kỳ rụng lá xảy ra sau đó một tháng; Singapore và Nam Malaysia từ tháng 1 đến tháng 2 và tháng 7 đến tháng 8 [10] Vào giữa năm 1960 đến đầu năm 1970 tại Ghana có hai nghiên cứu về hình thái học của cây bàng [11] Một cuộc khảo sát của nhóm J.Y Ewusie và cộng sự khoảng 100 cây thân gỗ trong đó có cây bàng liên quan đến sự tăng trưởng của các loài cây đang phát triển trên đồng bằng Accra Một khảo sát khác về quá trình ra hoa đánh dấu sự phát triển của loài cây thân gỗ, tác giả đã tìm thấy cây bàng một trong sáu loại cây thân gỗ có thời kỳ trổ hoa ba lần trong năm và bắt đầu từ tháng 10 cho đến tháng giêng năm kế tiếp [10]

Cây bàng ở Việt Nam là một loại cây lớn, cao trung bình từ 7 m đến 10 m trong khi các khu vực khác trên thế giới cây có thể cao từ 25- 40 m Thân phân cành nằm ngang gần như mọc vòng làm thành nhiều tầng; Lá to, bóng loáng, dài từ 8 cm đến 25 cm, rộng từ 5 cm đến 14 cm, mọc so le, cuống ngắn, quả bàng có hình trứng ngược Hoa mọc thành từng chùm, có màu trắng hoặc màu kem, hoa nhỏ có 5 cánh, mùi khó chịu Quả hình bầu dục, nhẵn, hai bên rìa hẹp, đầu hơi nhọn, có xơ, dài khoảng 4-5cm, rộng khoảng 3 cm, quả non và chưa chín có màu xanh đậm, chuyển sang vàng hoặc đỏ khi quả chín Sinh trưởng và phát triển tốt trên mọi loại đất cát cơ cấu nhẹ, đất muối lợ hay muối mặn, đất cát kiềm hay đá vôi nhưng đòi

5 hỏi phải thoát nước tốt Thời kỳ rụng lá của cây bàng vào mùa khô và ở một vài điều kiện thích hợp cây có thể rụng lá hai lần trong năm [2] Do đó, cây bàng có khả năng chịu khô hạn rất tốt [12] Các nghiên cứu về cây bàng trong nước còn rất ít, hầu như cây bàng chỉ được đánh giá ở mức độ sử dụng làm cây cảnh hoặc là loại cây mọc hoang dại

Hình 1 1 (a) Lá, (b) hoa và (c) quả bàng [13-15]

1.2 ĐẶC TÍNH DƯỢC LÝ CỦA CÂY BÀNG

Ngày nay, cây bàng còn được biết đến như một loại cây có dược tính và được sử dụng để bào chế thuốc chữa bệnh Nhiều công trình nghiên cứu khoa học đã công bố dược tính từ lá, vỏ cây, dịch quả đã được hệ thống và xuất bản thành sách [16] Các công trình nghiên cứu này tập trung vào phạm vi gồm khả năng chống oxy hóa [17, 18], chống ung thư [19],giảm đau [20, 21], có khả năng chống viêm [22], loét [23], kháng khuẩn, kháng nấm [24-26], điều trị tiểu đường[27, 28], hỗ trợ quá trình sinh hồng cầu [29] Đặc biệt, dịch chiết từ lá còn có khả năng ngăn cản quá trình sao chép ngược của virus HIV [30] Một số nghiên cứu theo hướng khác chứng minh dịch chiết xuất từ vỏ cây có khả năng kháng khuẩn [31] Dịch chiết xuất từ quả bàng có khả năng chống oxy hóa tự nhiên trên trái cây dựa vào khả năng hấp thụ tia cực tím từ ánh sáng mặt trời [32] Các nghiên cứu về cây bàng chủ yếu tập trung vào phần lá và quả Nhiều nhóm nghiên cứu đã khảo sát các lĩnh vực như: hoạt động thu gom gốc tự do và chống nhiễm độc gan từ lá bàng đã thử nghiệm điều trị bệnh, kết quả cho thấy dịch chiết này có hoạt lực chống lại độc tính do CCl4 gây ra ở gan chuột, chúng còn có tác dụng chống oxy hóa khi có sự hiện diện của FeCl2-acid ascorbic gây ra peroxy hóa lipids trong gan chuột

Các nghiên cứu của C C Lin và cộng sự trên lá bàng về “Đánh giá hoạt tính chống oxy

hóa và bảo vệ gan của Terminalia catappa L” đã phát hiện chất tannin trong lá bàng có khả

năng loại bỏ gốc tự do sinh ra từ các phản ứng oxy với các phân tử sinh học phá hủy cấu trúc

6 của tế bào nguy cơ gây viêm và ung thư, hoạt lực thu gom gốc superoxide và những biến đổi tính sinh dục do mitomycin C gây ra từ lá bàng [33] Trong một nghiên cứu khác về “Tác dụng

chống oxy hóa và loại bỏ gốc tự do của tannin trong Terminalia catappa L”, dịch chiết lá

bàng có hoạt tính sinh học cao có khả năng kháng vi khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa, khảo sát hoạt lực kháng khuẩn từ dịch chiết lá bàng trên 8 loại vi khuẩn được nuôi cấy bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch (Luciferase Reporte) với nồng độ tối thiểu đã ức chế

các hoạt động của vi khuẩn Mycobacterium smegmatis và Mycobacterium tuberculosis H37RV và kháng nấm đối với nhiều loài như Candida và Cryptococcus neoforman [34] C.-C Chyau và cộng sự phát hiện nhóm tannin chứa punicalagin và punicalin chiếm lượng lớn trong dịch chiết từ lá bàng xanh, lá vàng và lá khô đỏ [9] chúng có tác dụng chống oxy hóa rất mạnh có khả năng ngăn chặn quá trình peroxide hóa lipids hình thành superoxide và hoạt động thu gom gốc tự do

Một số nghiên cứu xác định khả năng khử sắt và các gốc tự do, hydroxyl, superoxide, gốc chelate sắt và oxit nitric kết quả phân tích GC-MS cho thấy các thành phần hóa học của lá bàng có khả năng ức chế tốt đối với cả vi khuẩn gram âm và gram dương khi thử nghiệm

hoạt động kháng vi khuẩn của lá bàng trên hai chủng M smegmatis và M tuberculosis, kết

quả được xác nhận thêm bằng xét nghiệm nhanh (Luciferase Reporter Phage) cho thấy dịch

chiết từ lá bàng có khả năng chống lại các loài Candida Việc phát hiện trong lá bàng còn có

các nhóm alkaloid, glycoside, hợp chất phenolic, tannin, flavonoid và acid amin là những chất cơ bản cần thiết ức chế quá trình oxy hóa xảy ra nhanh Kết quả phân tích GC-MS của S Poongulali và M Sundararaman cho thấy có sự hiện diện của 29 hợp chất trong dịch chiết trong đó có bốn hợp chất có hoạt động kháng lao là 1-Hexadecen, 1-Heneicosanol, 1-Nonadecene và Heptadecan 2, 6, 10, 15 tetrametyl và hầu hết các hợp chất khác đều có khả năng kháng khuẩn và chống oxy [35]

G H Biego và cộng sự cho biết hạt bàng chứa các thành phần như protein chiếm khoảng 24%, dầu béo chiếm khoảng khoảng 56% [36]

L Matos và cộng sự đã công bố các acid béo không bão hòa chiếm tỉ lệ cao như: oleic, linoleic là những acid cần thiết [37] Khi nghiên cứu về hạt bàng chủ yếu tập trung theo hướng xác định những thành phần dinh dưỡng có trong hạt, ứng dụng để chế biến thức ăn gia súc và thu dầu hạt bàng thô phục vụ điều chế xăng sinh học Kết quả nghiên cứu về thành phần trong hạt cho biết độ ẩm chiếm 4,13%; hàm lượng protein thô là 23,78%; tro là 4,27%; chất

7 xơ 4,94%; chất béo 51,80%; carbohydrate 16,02% và năng lượng cung cấp là 548,78 Kcal [37]

B A Orhevba và cộng sự cho biết hàm lượng dầu béo trong hạt bàng khá cao, nhưng đa số các phương pháp trích ly dầu từ hạt bàng chỉ mới thực hiện ở mô hình phòng thí nghiệm ứng dụng điều chế xăng sinh học [38]

Một nghiên cứu của nhóm Y T Monnet cùng các cộng sự cho biết trong hạt thu từ quả chín và quả chưa chín lần lượt có độ ẩm 5,10±0,75 và 4,80±0,34%; Protein thô 29,77±1,12 và 29,89±0,41%; Hàm lượng chất béo 58,61±0,13 và 63,65±0,04%; Đường tổng 3, 02±0,05 và 3,53±0,10%; Đường khử 0,08±0,01 và 0,06±0,01%; Carbohydrate tổng 5,38±0,02 và 5,09±0,12%; Tro tổng 5,10±0,20 và 4,60±0,14%; cung cấp năng lượng là 573,79±1,02 và 567,75±0,84 kcal/100g [39]

Năm 2016 nhóm của O V d Santos và cộng sự khi so sánh thành phần dinh dưỡng của hạt bàng đã cho biết có sự khác biệt giữa các khu vực trồng của cây bàng [40]

Nhóm V.C Akubude và cộng sự khám phá công dụng tương đối phong phú của hạt bàng ở một số quốc gia nhiệt đới với những kinh nghiệm ít ỏi về việc sử dụng hạt bàng trong sản xuất dầu thực vật Những thách thức và triển vọng của việc khai thác dầu hạt bàng là rất cần thiết đến việc tiếp cận nhiều phương pháp trích ly sẽ mang lại lợi ích kinh tế cho người dân Nigeria Đánh giá này bao gồm các tài liệu quan trọng gần đây được tìm thấy từ nguồn tài liệu về hạt bàng và phương pháp trích ly dầu hạt bàng Mặt khác, dầu hạt bàng chứa rất nhiều chất dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe con người vẫn chưa được khai thác triệt để Điều quan trọng là phải đưa ra giải pháp tiếp cận tốt hơn để khai thác các cách thu nhận có hiệu quả nhất [41]

1.3 DẦU HẠT BÀNG 1.3.1 Thành phần và các đặc tính của dầu hạt bàng

Nhiều nhóm tác giả ở ngoài nước đã tập trung nghiên cứu theo hướng các đặc tính của dầu hạt bàng, đối tượng nghiên cứu là dầu hạt bàng ép truyền thống (TCO) Trong số đó, nhóm A Abdullahi và cộng sự đã chứng minh được TCO xuất xứ từ Somalia chứa một số thành phần acid béo có hàm lượng cao như: acid palmitic và acid linoleic [42]

8 Một công bố khác của nhóm L Mastos và cộng sự cũng đã chứng minh các thành phần acid béo có trong dầu hạt bàng thô phần lớn là acid Palmitic (C16:0) chiếm 35,96%; acid stearic (C18:0) chiếm 4,13%; acid oleic (C18:1) là 31,48% và acid linoleic (C18:2) là 28,93% chúng là những loại acid béo có giá trị cao về mặt sinh học [37]

Nhóm R Oderinde và cộng sự trong một phần kết quả nghiên cứu về một số đặc tính hóa lý của hạt và dầu bàng thô được trồng ở Nigeria, ở nhiệt độ phòng, dầu có dạng lỏng, có giá trị xà phòng hóa cao 244,97±2,4 mg KOH/g, giàu kali 9350 mg/kg, canxi 852,20 mg/kg và magiê 769,80 mg/kg và một số nguyên tố khác cũng được phát hiện như phốt pho, natri, sắt, đồng và mangan kết quả phân tích cho thấy không có sự khác biệt về thành phần khoáng giữa hạt bàng và dầu hạt bàng thô [43]

Một công bố khác từ nhóm A Kimbonguila và cộng sự về các đặc tính hóa lý của dầu cho biết ở nhiệt độ phòng (20±1OC) dầu hạt bàng thô ở dạng lỏng chứa các thành phần acid béo gồm: acid oleic, acid linoleic và các loại khoáng hữu ích có thể ứng dụng làm dầu ăn và công nghiệp [44]

Tương tự, nhóm J Nzikou và cộng sự đã công bố về các đặc tính vật lý của dầu hạt bàng thô dạng lỏng ở nhiệt độ phòng có thể sử dụng làm dầu gội và sản xuất kem Từ đó cho thấy dầu hạt bàng thô có khả năng là nguồn nguyên liệu dầu mới ứng dụng trong công nghiệp mỹ phẩm [5]

Nhóm B Ladele và cộng sự công bố kết quả nghiên cứu về các đặc tính hóa lý của dầu hạt bàng thô có nguồn gốc từ Bénin cho biết trong thành phần dầu béo có chứa một lượng lớn các acid béo không bão hòa gồm: acid oleic (27,1%) và acid linoleic (26,6%) và acid béo bão hòa palmitic (40,0%) cũng như một số phytosterol và triterpen riêng nhóm acid béo chưa bão hòa có giá trị dinh dưỡng, sự hiện diện của các dẫn xuất phenolic và terpenic trong dầu nói lên công dụng của chúng trong y học cổ truyền Ngoài ra, dầu hạt bàng thô còn có thể sử dụng để điều chế nhiên liệu sinh học hoặc chất bôi trơn [45]

Trong một kết quả khảo sát khác của nhóm S Janpon và cộng sự về các tính chất vật lý và hóa học của của dầu hạt bàng thô đã cho biết khối lượng riêng, điều kiện chiết xuất, nhiệt độ nóng chảy, độ acid, acid béo tự do, chỉ số xà phòng hóa, thành phần không xà phòng hóa,

9 chỉ số peroxide và chỉ số acid có giá trị tương đương với dầu đậu nành, các giá trị này đáp ứng tiêu chuẩn của dầu ăn kiêng [46]

1.3.2 Các phương pháp trích ly dầu hạt bàng

1.3.2.1 Phương pháp cơ học

Nhóm V.C Akubude và cộng sự đã khảo sát các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình ép dầu hạt bàng, bốn yếu tố được áp dụng để khảo sát ảnh hưởng gồm có độ ẩm (6 - 10% wb), nhiệt độ (80 - 100OC), thời gian gia nhiệt (10 - 26 phút) và lực ép (5,84 – 7,01 MPa) Kết quả nghiên cứu cho thấy tất cả các biến đều có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất ép dầu với mức độ tin cậy 95%, hiệu suất đạt tối ưu là 76,35% khi lực ép là 6,44 Mpa, nhiệt độ 93,34 OC, thời gian gia nhiệt 17,16 phút và độ ẩm hạt là 8,71% (wb); Chỉ số khúc xạ, độ nhớt, chỉ số xà phòng hóa, chỉ số iode, giá trị acid béo tự do, chỉ số acid, chỉ số peroxide và điểm cháy nằm trong phạm vi phù hợp với tiêu chuẩn CODEX cho dầu ăn [47]

1.3.2.2 Phương pháp hóa học

M Menkiti và cộng sự đã ứng dụng một số mô hình động học khuếch tán như: parabol, định luật lũy thừa, hypebol, Elovich và bậc hai giả để nghiên cứu các ảnh hưởng của nhiệt độ, kích thước hạt và thời gian trích ly dầu hạt bàng bằng dung môi liên quan đến sản lượng thu nhận dầu Kết luận như sau: các mô hình Elovich, mô hình hypebol và mô hình bậc hai giả được chọn là những mô hình phù hợp nhất cho sản lượng dầu tăng dần Riêng mô hình định luật lũy thừa và parabol thì không phù hợp Kết quả ghi nhận ở điều kiện nhiệt độ 55OC, thời gian 150 phút và kích thước hạt trung bình là 0,5 mm hiệu suất trung bình tối đa là 60,45±0,05% Bên cạnh đó các tính chất hóa lý của dầu hạt bàng thể hiện tiềm năng ứng dụng cao trong công nghiệp [48]

Nghiên cứu của A Mukherjee và cộng sự khi tối ưu hóa mô hình theo quy trình suy luận trong hệ mở loại 2 Phân tích tổ hợp của phương pháp trích ly dầu bằng Soxhlet dựa trên pha lỏng- rắn và tiền xử lý sấy khô hạt bàng dạng nghiền nhỏ cho thấy 4 thông số chính được chọn làm biến số đầu vào để khảo sát gồm: thời gian trích ly, nhiệt độ, độ ẩm, tỷ lệ giữa dung môi và mẫu (dạng nghiền hạt) và 2 thông số đầu ra là chỉ số thu hồi và ổn định dầu Tối ưu hóa quá trình trích ly dầu tùy thuộc vào các hàm riêng lẻ khác nhau của các biến [49]

10 Nhóm A Adewuyi và cộng sự khi nghiên cứu sản xuất dầu diesel sinh học từ TCO theo hệ thống phản ứng hai bước gồm có quá trình tiền xử lý bằng acid sulfuric 2% trong metanol và phản ứng este hóa bằng KOH có phosphor làm chất xúc tác quá trình este hóa (với nồng độ < 1 ppm) đã đạt trên 97%, loại dầu này có tính chất phù hợp với các tiêu chuẩn Châu Âu được khuyến nghị (EN 14214) và các tiêu chuẩn Mỹ (ASTM D 6751-07b) khẳng định TCO thích hợp dùng làm nguyên liệu sản xuất dầu diesel sinh học [50]

Công trình nghiên cứu của nhóm O.K Iha và cộng sự đã đánh giá đặc điểm và thành

phần hóa học của các loại dầu thu được từ hạt bàng và Carapa guianensis (CG) cho thấy các

loại dầu này được sử dụng để sản xuất nhiên liệu sinh học có các đặc tính vật lý-hóa học phù hợp với loại động cơ diesel đây là nguồn nguyên liệu khai thác kinh tế đầy hứa hẹn [51]

Nhóm H Miraliakbari và cộng sự đã sử dụng hỗn hợp dung môi hexane và cloroform hoặc methanol để trích ly dầu từ hạt bàng và các loại nguyên liệu khác nhau như: hạt thông, hạt hồ đào, hạt hồ trăn, hạt phỉ và hạt quả óc chó cho biết hiệu suất trích ly dầu trong hạt bàng rất thấp so với các nguyên liệu khác; Kết quả phân tích bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) hoặc bằng sắc ký khí (GC) khi xác định thành phần các acid béo của những loại dầu nói trên đều phát hiện ra acid oleic chiếm đa số trong tất cả các mẫu dầu trừ mẫu dầu hạt thông và dầu quả dầu quả óc chó sẽ chứa nhiều acid linoleic hơn Ngoài ra, ở một số mẫu dầu tồn tại các dẫn xuất của tocopherols đã phát hiện có một lượng nhỏ α-tocopherol trong dầu hạt bàng nhưng trong một số mẫu dầu khác lại có một lượng đáng kể δ-tocopherol Khi nghiên cứu về tính ổn định oxy hóa của những loại dầu kể trên thực hiện ở hai điều kiện cưỡng bức và phản ứng quang hóa các giá trị là peroxide (PV), acid (AV) và aldehyde chủ yếu là các aldehyde chưa bão hòa dạng α, β được theo dõi cho thấy có sự hiện diện các sản phẩm chính ở giai đoạn khơi màu của quá trình oxy hóa, từ các giai đoạn oxy hóa tiếp theo sau mức độ sản phẩm oxy hóa thứ cấp lại tăng đáng kể Tất cả các mẫu dầu bị oxy hóa đều có mặt hexanal là aldehyde chưa bảo hòa, ngoại trừ dầu quả óc chó chủ yếu chứa propanal Kết quả này cho thấy các loại dầu được trích ly bằng cloroform / metanol có độ ổn định hơn so với các loại dầu được trích ly bằng hexane [52]

Một nghiên cứu khác của nhóm E.O Omeje và cộng sự về động học của quá trình sử dụng ether dầu hỏa (40-60O) để trích ly dầu từ hạt bàng được nghiền nhỏ bằng hệ thống Soxhlet tự động cho biết hiệu suất trích ly dầu tối ưu là 56,71±1,66% với độ nhớt động học

11 40,79±1,05 cP, trọng lượng riêng 0,9248 g/cm3, chỉ số khúc xạ 1,4646 giá trị acid 3,35 mg KOH/g, giá trị peroxide là 8,6 meqO2/kg, giá trị xà phòng hóa 166,2 mg KOH/g và các chất không thể khử được 1,46 Đối với dầu tinh chế qua khử nước, tẩy trắng và khử mùi được thực hiện ở năm ngưỡng nhiệt độ khác nhau từ: 0±0,1OC, 20±0,1OC, 40±0,1OC, 60±0,1OC và 80±0,1OC cùng với sự hiện diện của α-tocopherol tinh khiết ở nồng độ 1,0% (w/v) Ở tất cả các đánh giá bằng cách đo các biến đổi giá trị peroxide trong 96 giờ cho thấy dầu tinh chế thể hiện xu hướng tự oxy hóa thấp hơn khi ngưỡng nhiệt độ < 60±0,1 OC Việc sử dụng phương trình Arrhenius để xác định năng lượng kích hoạt của dầu hat bàng thô là 0,0261 cal/deg × mol, dầu hạt bàng thô có bổ sung chất chống oxy hóa là 0,0122 cal/deg × mol, dầu tinh chế là 0,0690 cal/deg × mol và dầu tinh chế có bổ sung chất chống oxy hóa là 0,0177 cal/deg × mol Nghiên cứu này cho thấy dầu hạt bàng có tiềm năng là dầu dược phẩm với các đặc tính ưu việt của nó [53]

Một nhánh nghiên cứu khác quan tâm đến các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình trích ly dầu béo Nhóm D Saputri và cộng sự đã đề cập về ảnh hưởng của nhiệt độ đến thời gian bảo quản đối với dầu hạt bàng được trích ly từ phương pháp Soxhlet bằng n-hexana Ở nhiệt 27OC dầu hạt bàng thô có độ ổn định tốt về màu sắc và hương vị, kết quả khảo sát cho thấy sự có mặt của tocopherol sẽ làm giảm dần các chỉ số acid và peroxide của dầu hạt bàng thô, không bị biến màu khi bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng hoặc môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt Tuy nhiên, thời gian bảo quản ở nhiệt độ khắc nghiệt ngắn hơn so với nhiệt độ phòng và có ảnh hưởng đến kết quả đánh giá các thông số vật lý và hóa học của dầu [54]

B.A Orhevba và cộng sự cũng đã nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm đến sản lượng và chất lượng của dầu hạt bàng thu được bằng phương pháp trích ly dung môi Từ độ ẩm hạt bàng khác nhau là 4,17%; 8%; 12% và 16% xác định được hiệu suất trung bình từ các mẫu dầu tương ứng với từng độ ẩm của hạt là 51,90%; 48,62%; 48,87% và 37,02% Khối lượng riêng, mật độ điểm khói tương ứng là 1,09-1,15, 0,99-1,05 và 154-173, chỉ số acid lần lượt là 8,80; 7,60; 2,80; 2,00 (mg KOH/g), hàm lượng acid béo tự do lần lượt là 4,40; 3,80; 1,40; 1,00 (mg KOH/g) và chỉ số xà phòng hóa lần lượt là 176,70; 193,55; 204,77; 196,35 (mg KOH/g) Riêng các chỉ số peroxide (meq/kg) và chỉ số iode (g/100g) tương ứng 0,20-1,00 và 95,70-107,65 Điều này cho thấy hiệu suất trích ly dầu giảm khi độ ẩm hạt tăng lên và hiệu suất trích ly dầu cao nhất khi độ ẩm hạt là 4,17% và thấp nhất ở độ ẩm 16%, kết quả trên phù hợp

12 mục đích ăn được vì giá trị dinh dưỡng của nó nằm trong phạm vi quy định đối với dầu ăn Ngoài ra, dầu hạt bàng thu được bằng phương pháp trích ly bằng dung môi cũng phù hợp cho các ứng dụng công nghiệp do có chỉ số xà phòng hóa cao có thể được khuyến nghị để làm xà phòng [55]

Khi nghiên cứu về sự ăn mòn kim loại, nhóm A Adewuyi và cộng sự đã đề cập đến việc dùng dầu hạt bàng tổng hợp ester béo sucrose thông qua cơ chế phản ứng đơn giản được coi là chất thân thiện và bền vững với môi trường Khả năng ức chế sự ăn mòn của ester béo sucrose trong HCl 1M đối với thép non được xác định trên cơ sở có sự giảm khối lượng thép Họ đã chứng minh rằng ester béo sucrose ức chế quá trình ăn mòn thép non và tuân theo đường đẳng nhiệt Langmuir Tốc độ ăn mòn giảm và hiệu quả ức chế của ester béo sucrose tăng đã được tìm thấy thông qua sự gia tăng của thời gian ngâm trong ester béo sucrose Nghiên cứu này chứng minh ester béo sucrose đóng vai trò như một chất ức chế đầy hứa hẹn đối với ăn mòn thép trong môi trường acid [2]

Nhóm B.A Ladele và cộng sự khi so sánh các đặc điểm hóa lý của dầu hạt bàng đã được trích ly bằng hai phương pháp ép truyền thống và trích ly hexan cho thấy sản lượng dầu tương ứng là 28,13% và 61,78%; phân tích thành phần chính của dầu gồm các acid béo như acid palmitic chiếm 40,79% và 40,03%; acid oleic là 25,55% và 26,09%; acid linoleic là 26,72% và 26,64% và acid stearic là 4,35% và 4,49%, đặc tính lý-hóa của 2 loại dầu sản xuất bằng 2 phương pháp trên là tương tự nhau, có nhiệt trị (là đại lượng dùng đo lường lượng nhiệt được tạo ra khi một đơn vị nhiên liệu được đốt cháy) tốt và không gây độc Dầu hạt bàng sản xuất bằng phương pháp ép truyền thống có khả năng chống oxy hóa cao hơn so với dầu hạt bàng sản xuất bằng phương pháp trích ly bằng dung môi Hiệu suất thu hàm lượng dầu tổng bằng phương pháp ép truyền thống tăng đến 45% [56]

Một nghiên cứu khác của nhóm M Menkiti và cộng sự đã nghiên cứu cải tiến về mặt hóa học dầu hạt bàng bằng cách este hóa để điều chế ra dầu biến áp khoáng (MTCKO) thông thường Kết quả các phép đo phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) được sử dụng để xác định các nhóm chức phổ biến trong các mẫu (MTCKO) được pha trộn với chất chống oxy hóa (acid axetic [AA], acid citric [CA]) đạt độ bền điện môi tương ứng là 46,36 kV đối với TCKO và 48,55 kV đối với dầu MTCKO Các phân tích ANOVA và Tukey's post Hoc chỉ ra rằng thời gian và kích thước của hạt bàng có ảnh hưởng đáng kể trong khi nhiệt độ thì

13 không các đặc tính hóa lý của MTCKO tiềm năng sẽ sử dụng làm nhiên liệu cho máy biến áp [57]

Cùng năm D Suhendra và cộng sự nghiên cứu sử dụng dầu hạt bàng (tiếng địa phương: Ketapang) và ethanol vào quá trình tổng hợp dầu diesel sinh học Ảnh hưởng của các tham số biến đổi quá trình tổng hợp bao gồm thời gian phản ứng (3–7 giờ), nhiệt độ (35–60OC), lượng enzyme (0,1–0,3g) và tỷ lệ mol cơ chất (dầu hạt ketapang so với etanol, 1:1–1:3); Tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt đáp ứng dựa trên năm cấp độ và bốn biến thiết kế xoay quanh trung tâm đã được sử dụng để đánh giá hiệu ứng tương tác của các tham số tổng hợp về tỷ lệ phần trăm năng suất của dầu diesel sinh học Phân tích phương sai cho thấy các điều kiện tối ưu của phản ứng tổng hợp ở thời gian phản ứng 4,03 giờ, khối lượng enzyme là 0,25 g, nhiệt độ 45,04OC và tỷ lệ mol cơ chất 1,50 đạt hiệu suất thí nghiệm thực tế là 83,9% trong đó so với giá trị dự đoán tối đa là 83,71% [58]

Nhóm S Widyaningsih và cộng sự đã công bố kết quả nghiên cứu sản xuất xà phòng ứng

dụng những loại dầu chiết xuất từ hạt memplung (Calophyllum inophyllum L), ketapang (Terminalia catappa L) và bạch đậu khấu (Amomum compactum) làm chất chống oxy hóa

và tạo hương thơm để điều chế xà phòng có chất lượng cao Các đặc tính và chất lượng của xà phòng được đánh giá dựa trên tiêu chuẩn SNI 06-4085-1996 và hoạt động chống oxy hóa của chúng được tìm thấy thông qua việc phân tích bằng cách sử dụng DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) Kết quả cho thấy việc bổ sung 1% TCO và 3% tinh dầu hương thảo thể hiện các đặc tính tốt nhất, các giá trị IC50 của xà phòng chống oxy hóa tối ưu là 79,51 ppm điều này chứng minh sản phẩm xà phòng này là một loại có tính chống oxy hóa mạnh [59]

Nghiên cứu tiếp theo của nhóm tác giả C M Agu và cộng sự so sánh và đánh giá các mẫu dầu trích ly bằng dung môi ete (TCKO), sau đó biến đổi hóa học để điều chế ra một chất lỏng biến áp thân thiện với môi trường bằng phương pháp ester hóa (MTCKOt) và epoxy ester (MTCKOe) Mẫu thu được (MTCKOe) cho những đặc tính dầu máy biến áp tốt hơn mẫu (MTCKOt), độ bền điện môi và điểm đông đặc của mẫu (MTCKOt) và (MTCKOe) lần lượt là (48,55 KV và ̶ 5) và (50,05 KV và ̶ 8) cho thấy có sự cải thiện về thành phần acid béo bão hòa (%) của mẫu TCKO sau khi đã biến đổi hóa học thay thế cho chất lỏng biến áp khoáng Các đặc tính hóa lý của hạt bàng, dầu trích ly bằng dung môi và dầu biến tính trích ly bằng dung môi lần lượt sử dụng các kỹ thuật như phép đo phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR),

14 quét hình ảnh và chụp bằng kính hiển vi điện tử (SEM), đo nhiệt lượng quét vi sai (DSC) để xác định các nhóm chức năng, hình thái bề mặt và độ ổn định oxy hóa của các mẫu trên Kết quả ở nhiệt độ 55OC, kích thước hạt 0,5 mm và thời gian 150 min đạt năng suất với mẫu TCKO là 60,45% (theo trọng lượng) Độ bền điện môi của MTCKO thu được bằng phương pháp chuyển hóa ester và epoxy -ester hóa lần lượt là 48,55 KV và 50,05 KV Các phân tích ANOVA và dựa theo bài viết của Tukey là thời gian, tỷ lệ mol và nhiệt độ ảnh hưởng có ý nghĩa đối với quá trình chuyển hóa ester; trong khi thời gian, tỉ lệ số mol của H2O2 và nhiệt độ ảnh hưởng có ý nghĩa đối với quá trình epoxy-ester hóa Các đặc tính hóa lý của các mẫu TCKO và MTCKO rất có tiềm năng ứng dụng chúng để điều chế chất lỏng biến áp dùng cho máy bi [60]

Việc sử dụng loại dầu ăn để sản xuất nhiên liệu sinh học sẽ gây ra những tác động bất lợi đối với chuỗi cung ứng thực phẩm, các nghiên cứu mở rộng nguyên liệu thay thế đã hỗ trợ cho việc dùng các loại dầu không ăn được để tạo ra dầu diesel sinh học đây là một cách tiếp cận có thể giúp đa dạng hóa nguồn cung cấp nguyên liệu hóa học Nghiên cứu của nhóm J.C da Silva và cộng sự nhằm mục đích là tiết kiệm việc sử dụng dầu ăn để điều chế dầu diesel sinh học bằng cách thay thế nguyên liệu từ các loại dầu không ăn được Một cuộc điều tra về

nhóm dầu không ăn được từ Scheelea phalerata, Terminalia catappa L và Aleurites moluccanus có nguồn gốc ở Trung Tây Brazil được sử dụng để tổng hợp biodiesel (đường metyl) và sản xuất hỗn hợp nhị phân diesel sinh học: Scheelea phalerata/ đậu nành; Teminalia catappa L/ đậu nành và Aleurites moluccanus/ đậu nành lần lượt theo các tỉ lệ

10/90; 20/80; 30/70; 40/60 và 50/50 cho thấy các tính chất nhiệt và oxy hóa của các ester tạo từ chúng phù hợp để sử dụng làm dầu diesel sinh học Kết quả phân tích thành phần hóa học

của các sản phẩm chuyển hóa ester như sau: trong dầu Scheelea phalerata các hợp chất bão

hòa chiếm ưu thế hơn (62,5%), sự phân bố giữa các ester bão hòa (40,5%) và không bão hòa

(57,4%) đối với dầu Terminalia catappa L cân đối hơn, trong khi đó hàm lượng các ester không bão hòa ở dầu Aleurites moluccanus lại cao (90,0%) Bên cạnh các ester Scheelea phalerataeste có tác động thuận lợi đến sự pha trộn, làm giảm độ bền nhiệt, giảm điểm kết tinh và tăng thời gian cảm ứng Tỷ lệ este Terminalia catappa L cao hơn trong hỗn hợp đã

thúc đẩy sự gia tăng độ ổn định nhiệt và điểm kết tinh, đồng thời giảm thời gian cảm ứng,

còn sử dụng ester Aleurites moluccanus trong hỗn hợp dẫn đến tăng độ bền nhiệt và giảm

nhiệt độ kết tinh và thời gian cảm ứng [61]

15 Nhóm E F Purwaningtyas và cộng sự nghiên cứu tiềm năng của dầu hạt bàng

(Terminaliacatappa L) có thể làm chất hoạt động bề mặt phân hủy các hợp chất sinh học

Mono-diglyceride là các sản phẩm thủy phân không hoàn toàn của các triacylglycero trong dầu có chức năng như một chất hoạt động bề mặt được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm, nước hoa, mỹ phẩm, thực phẩm và đồ uống Mono-diglyceride được tạo ra bởi quá trình thủy

phân từ dầu cọ có vai trò hoạt động như một chất nhũ hóa Ketapang (Terminaliacatappa L)

là một loại cây phát triển ven bãi biển có diện tích phủ khá lớn, hạt bàng chưa được khai thác công dụng triệt để Hàm lượng của TCO có khả năng chuyển hóa thành chất hoạt động bề mặt mono-diglyceride Nghiên cứu này dựa trên các mô hình trong phòng thí nghiệm, việc tối ưu hóa tham số được thực hiện bằng phương pháp thiết kế giai thừa cấp hai Nguyên liệu được sử dụng là hạt bàng từ xung quanh khuôn viên trường Đại học Semarang 17 Agustus 1945, dung môi n-butanol, glycerol, xúc tác MgO Trong quá trình đường phân, 8 thí nghiệm được thực hiện với 3 biến số thay đổi về nhiệt độ (60 và 90OC); Xúc tác MgO (2 và 4%) và lượng dung môi / 10g dầu lần lượt (20 và 40 mL), mẫu khảo sát có trọng lượng của 25 gam hạt bàng, tốc độ khuấy 400 vòng / phút; thời gian phản ứng 4 giờ; tỷ lệ glycerol 2,5 mL/ 10 g dầu; và thời gian lắng 24 giờ qua khảo sát cho thấy biến có ảnh hưởng là nhiệt độ Kết quả tối ưu hóa hiệu suất thu nhận đạt 97,9% ở điều kiện 90OC với xúc tác 4% MgO và thể tích dung môi sử dụng là 20 ml/10g dầu hạt bàng Chất hoạt động bề mặt thu được có chỉ số acid là 57,2 mg KOH/ g, chỉ số xà phòng hóa 218 mg KOH/ g Chất hoạt động bề mặt có giá trị HLB 14,75, có nghĩa là chất hoạt động bề mặt có chức năng như chất nhũ hóa loại O/W hoặc chất tẩy rửa, thời gian phản ứng 4 giờ; tỷ lệ glycerol 2,5 ml/ 10 g dầu; và thời gian lắng 24 giờ [4]

Tiếp nối nghiên cứu năm 2019 nhóm C M Agu và cộng sự đã tiến hành tập trung vào việc thay đổi tính chất TCKO và sử dụng các phương pháp tinh chế trực tiếp và ester hóa để tìm các tính chất hóa lý của TCKO và MTCKO Mẫu được đánh giá bằng các tiêu chuẩn của Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu (ASTM) bởi Ủy ban Điện hóa Quốc tế (IEC) và American Ngoài ra, tác động của chất chống oxy hóa tự nhiên (Acid Citric [CA] và acid Ascorbic [AA]) lên các đặc tính này như: độ bền điện môi (DS), độ nhớt, điểm cháy và điểm đông đặc của MTCKO cũng được khảo sát Sự hiện diện chất chống oxy hóa đã trộn và chưa trộn vào MTCKO làm tăng giá trị (DS) và điểm cháy trong khi nó làm giảm độ nhớt mà không ảnh hưởng đến điểm đông đặc Mẫu TCKO và MTCKO có (DS) tương ứng là 32,88 và 33,95

16 kV; Các mẫu TCKO và MTCKO trước và sau khi bổ sung [AA] và [CA] lần lượt tương ứng là 39,46, 46,36 và 41,08 và 48,55 kV Hơn nữa, các nhóm chức năng trong MTCKO được xác định bằng đo phổ hồng ngoại biến đổi nhiệt Fourier (FTIR), khi phân tích thống kê chỉ ra rằng cả hai yếu tố thời gian và kích thước hạt có ý nghĩa trong quá trình khai thác dầu.[62]

Mặt khác, O Amos và cộng sự đã nghiên cứu về khả năng sử dụng TCO như một nguyên liệu thô để tổng hợp cacboxylate kim loại Dầu được trích ly từ hạt bàng có sản lượng 42% có tính đặc trưng và được sử dụng để tổng hợp cacboxylate của bari, canxi, coban, đồng, sắt, magiê, niken và kẽm Bằng kỹ thuật FTIR xác định sự hiện diện của các nhóm chức cacboxylat của acid béo tạo ra các màu đặc trưng gồm: màu trắng (cacboxylate bari, canxi, magiê và kẽm), màu xám tro (cacboxylate Coban), màu xanh bạc hà (cacboxylate đồng), màu nâu (cacboxylate sắt) và màu xanh chanh (cacboxylate niken) Độ pH các dung dịch của cacboxylat kim loại thay đổi từ 6,6-10 không có kiềm tự do Thử nghiệm độ ổn định của bọt cho thấy chiều dài 1,3 cm đối với cacboxylate bari [63]

1.3.2.3 Phương pháp trích ly bằng CO2 siêu tới hạn

Nhóm O V Santos và cộng sự về đã công bố kết quả khi " Chiết xuất chất lỏng từ bột

giấy và dầu hạt Terminalia catappa bằng CO2 siêu tới hạn để xác định nhiệt lượng bằng phân tích quang phổ hồng ngoại và thành phần acid béo bằng sắc ký khí” Mục đích của nghiên

cứu này là điều tra các thuộc tính của bột giấy và dầu hạt từ quả Terminalia catappa L thu

được bằng phương pháp trích ly CO2 siêu tới hạn (SFE) có điều áp Hiệu suất, đặc tính hóa lý và thành phần acid béo của cả hai loại dầu được đánh giá dựa trên chỉ số acid và peroxide, nhiệt lượng và thành phần acid béo được xác định bằng phân tích quang phổ hồng ngoại và

sắc ký khí Hiệu suất trích ly lần lượt là 7,4% và 61,5% đối với cùi và hạt Terminalia catappa

L Dầu cùi và dầu hạt thể hiện chỉ số acid thấp, lần lượt là 3,3 và 1,9 mg KOH/g, chỉ số peroxide lần lượt là 3,8 và 1,7 meqO2/ kg Các giá trị này thấp hơn mức khuyến nghị tối đa do Codex Alimentarius đưa ra đối với dầu nguyên chất (lần lượt là 4,0 mg KOH/g và 15 meqO2/ K Acid béo không bão hòa là thành phần chính của dầu (58%), trong đó omega 3 và 6 chiếm ưu thế Quang phổ hồng ngoại của dầu hạt cho thấy các dải cường độ cao nằm trong khoảng từ 2912 đến 716 cm (-1), đại diện cho các nhóm hóa học thường có trong acid béo không bão hòa Nhiệt độ phân hủy ban đầu (Tonset) của dầu bột giấy có độ ổn định nhiệt là 280OC cao hơn dầu hạt là 230OC Sự khác biệt này có thể liên quan đến lượng acid béo

17 bão hòa trong dầu cùi nhiều hơn so với dầu hạt Do đó, cả dầu bột giấy và dầu hạt đều thể hiện các đặc tính hóa lý tốt, được mong muốn trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.[64]

1.3.3 Tác dụng dược lý của dầu hạt bàng

Nhóm O Adu và cộng sự quan tâm đến một số bệnh tổn thương mô do gốc tự do và khả năng kháng mầm bệnh từ một số thuốc kháng sinh có nguồn gốc tự nhiên Khi khảo sát đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa của các thành phần dễ bay hơi trong TCO dựa vào đánh

giá bằng cách đo gốc Diphenyl picrylhydrazyl (DPPH) của Pseudomonas aeruginosa tìm

thấy hoạt độ các protease ngoại bào khi có mặt của TCO (dầu hạt bàng thực hiện theo phương pháp ép truyền thống) và dung dịch muối clorua kim loại khác nhau được chọn làm chất ức chế Kết quả cho thấy tỷ lệ phần trăm hoạt độ chống oxy hóa của TCO là 66,98±1,78 cao hơn so với BHT (trong mẫu đối chứng) là 53,29±2,51 TCO có thể ức chế sự phát triển của

Pseudomonas aeruginosa với IC50 là 5,37% v/v tương ứng điều kiện hoạt động của protease tối ưu ở 44OC và pH là 8,2 nhưng TCO không ức chế cạnh tranh chống lại hoạt động của enzyme này Sự có mặt của TCO làm giảm Vmax từ 169,5 μmol/phút xuống 100,0 μmol/phút với Km là 0,33 mg/ml Ở nồng độ 1,0 mM các dung dịch clorua kim loại khác nhau ảnh hưởng của Fe2+ có tác dụng ức chế tích cực đến hoạt lực xúc tác của protease này Do đó, có ý kiến cho rằng thành phần dễ bay hơi của TCO có thể là nguồn kháng sinh trong tương lai

và sự hiểu biết về hoạt động của protease ngoại bào của Pseudomonas aeruginosa có thể là

một cơ hội hướng vào mục tiêu chữa bệnh [1] Nghiên cứu của nhóm V BarKu và cộng sự đã chứng minh TCO (Ấn Độ) chứa các thành phần thiết yếu có khả năng cung cấp nguồn năng lượng tốt cho chế độ ăn uống cân đối Những đặc tính hóa lý quan trọng nhất quyết định đến chất lượng đó là khả năng kháng một số vi sinh vật và độ ổn định trong quá trình bảo quản TCO (thu ở Cape Coast) so với cooking oil (dầu ăn sản xuất bởi ngành công nghiệp hàng đầu ở Ghana) Kết quả nghiên cứu thu được TCO có khối lượng riêng trung bình là 0,923g/cm3, chỉ số khúc xạ 1,465, độ ẩm 0,55%, tạp chất không tan 0,133%, acid béo tự do 0,38%, và các giá trị peroxide, iodine, acid và xà phòng hóa lần lượt là 4,073 meq/kg; 121,19 wij; 0,78 mgKOH/g; 168,27 mgKOH/g Tất cả các chỉ tiêu hóa lý đều có giá trị tốt hơn so với các chỉ tiêu được xác định từ loại cooking oil

và các giá trị này có ý nghĩa thống kê (p <0,05) Ở điều kiện nhiệt độ phòng, khi tiếp xúc với

ánh sáng và trong bóng tối thì độ ổn định trong quá trình bảo quản TCO và cooking oil lần

18 lượt là 0,585% và 0,490% kết quả này được chứng minh thông qua việc xác định hàm lượng acid béo tự do (%FFA tính theo acid oleic) trong suốt thời gian bảo quản (2 tháng); Trong nghiên cứu này, %FFA của TCO lần lượt là 0,585% (tiếp xúc với ánh sáng) và 0,260% (trong

bóng tối) cả 2 mẫu dầu đều không phát hiện vi khuẩn Salmonella Nhưng phát hiện nấm

trong cả hai mẫu với lượng TCO là 1,4 x 103 cfu/mL và cooking oil là 1,3 x 103 cfu/mL trong khi giá trị cho phép là 4,0 x 103 cfu/mL (TCO) và 4,8 x 103 cfu/mL (cooking oil) Từ đó cho thấy những đặc tính hóa lý của TCO trong nghiên cứu này phù hợp với mục đích công nghiệp cũng như tiềm năng dinh dưỡng có thể dùng như một thành phần thực phẩm thay thế cho dầu thực vật không bão hòa có thể ăn được khi giảm bớt độ ẩm [65]

Nhóm I A Ajayi và cộng sự khi đánh giá độc tính của các loại dầu hạt Calophyllum inophyllum (CIO), Pentaclethra macrophylla (PMO) và hạt bàng (Terminalia catappa) trên

chuột cho thấy kết quả lượng thức ăn bổ sung liều 5% dầu không ảnh hưởng đến sự tăng cân, nồng độ cholesterol trong huyết tương và mô cũng như triacylglycerol ở chuột Theo dõi hàng tuần những lô chuột cho thấy ngoại hình tốt và tăng cân ổn định, không có tỷ lệ tử vong được ghi nhận trong thời gian nghiên cứu, kết quả phân tích huyết học của những con chuột chỉ ra rằng chúng không bị thiếu máu Kiểm tra mô bệnh học của nội tạng tim, gan, thận và lá lách khi chuột ăn TCO chưa tìm thấy những thay đổi nghiêm trọng và hoại tử ở gan Những thay đổi về cầu thận của những con chuột được cho ăn TCO là trung bình, điều này xảy ra nghiêm trọng ở nhóm được cho ăn với PMO chúng bị hoại tử cơ tim nghiêm trọng cũng như các mảng xơ vữa được quan sát thấy trong tim của những con chuột được nuôi bằng dầu PMO Sự thay đổi này chỉ ở mức trung bình ở nhóm chuột được nuôi bằng dầu CIO, trong khi đó không tìm thấy ảnh hưởng nào giống như vậy ở nhóm được cho ăn dầu TCO Mặt khác, có sự khác biệt đáng kể về nồng độ cholesterol trong huyết tương của những con chuột được nuôi bằng CIO và TCO khi so sánh với chuột đối chứng, trong khi những con được cho ăn PMO không có sự khác biệt đáng kể Vì thế, TCO có vẻ thích hợp để tiêu thụ hơn so với dầu từ CIO và PMO Phân tích thành phần acid béo của các loại dầu trên cho thấy chúng có lượng acid béo không bão cao chủ yếu là các acid linoleic và oleic [66]

Một khảo sát của nhóm O B Adu và cộng sự về việc ảnh hưởng của dầu hạt bàng tinh chế lên hoạt tính chống oxy hóa của dầu Trích ly hạt bàng đã qua rang để thu dầu hạt bàng thô sau đó đem khử gum và tẩy trắng, khi phân tích thành phần các acid béo, phytosterol và

19 các vitamin tan trong chất dầu béo, đặc tính chống oxy hóa của dầu cũng được xác định thông qua phép đo gốc Diphenylpicrylhydrazyl (DPPH) hoạt động ức chế các gốc peroxide tạo thành do các phản ứng nhiệt Điều này cho thấy, hạt bàng qua rang và dầu hạt bàng qua các công đoạn tinh chế sẽ làm giảm chỉ số acid nhưng lại làm tăng chỉ số peroxide Tuy nhiên, không gây ảnh hưởng đến chỉ số iodine và xà phòng Khi phân tích thành phần dầu hạt bàng tinh chế cho biết các acid béo bão hòa nhiều nhất là acid palmitic (42,466%) và các acid béo không bão hòa là acid oleic (23,445%) Từ kết quả trên cho thấy hạt bàng rang lâu sẽ làm giảm giá trị acid do ở nhiệt độ cao một số acid dễ bay hơi trong dầu sẽ mất đi, quá trình tẩy trắng dầu hạt bàng qua rang hay không qua rang sẽ làm tăng nồng độ của acid béo tự do lên ngoại trừ acid linoleic Ngoài ra, có một lượng đáng kể các chất γ-sitosterol và β-sitosterol được tìm thấy trong dầu tinh chế, quá trình rang còn làm tăng nồng độ vitamin A và D nhưng giảm mạnh nồng độ vitamin E trong khi đó quá trình khử gum lại không ảnh hưởng đến các vitamin tan trong chất béo nhưng tẩy trắng thì lại làm giảm đáng kể nồng độ của tất cả các vitamin Hoạt lực nhặt gốc tự do DPPH của dầu hạt bàng qua rang là 26,93±15,42% và không rang là 65,47±31,59% Khi tinh chế sẽ làm tăng hoạt động nhặt gốc tự do của dầu hạt bàng không qua rang lên nhưng không ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxi hóa của dầu hạt bàng qua rang; Ở môi trường nhiệt cao việc sử dụng butylated hydroxytoluene (BHT) để chống oxy hóa cho dầu sẽ ổn định hơn cho thấy dầu hạt bàng tinh chế sẽ làm tăng đáng kể hoạt động chống oxy hóa Khảo sát này đã gợi ý về sự hiện diện của một chất chống oxi hóa sẽ làm tăng tính ổn định nhiệt chỉ ra dầu hạt bàng tinh chế với đặc tính chống oxy hóa tốt có tiềm năng là một loại dầu dược phẩm [67]

Một nghiên cứu về cơ chế và tác dụng bảo vệ của dầu hạt Terminalia catappa L được trích

ly bằng methanolic (TCKO) nhóm Y H Huang và cộng sự cũng cho thấy khả năng chống oxy hóa mạnh của hydrogen-peroxide (H2O2) trong nguyên bào sợi da người của TCKO đã đạt mức độ cần thiết ức chế IC50 cho quá trình thu gom gốc 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl là 8,2 μg/ mL, để quét gốc anion superoxide là 20,7 μg/mL, quét gốc H2O2 là 173,0 μg/mL, loại bỏ tận gốc hydroxyl là 44,8 μg/mL và cho các hoạt động thải sắt đạt 427,6 μg/mL Hơn nữa, TCKO có thể ức chế con đường tín hiệu protein kinase (phosphotransferase) kích hoạt mitogen do H2O2 gây ra, dẫn đến ức chế c-Jun, c-Fos, ma trận metalloproteinase (MMP) -1, MMP-3, MMP-9 và cyclooxygenase -2 biểu thức TCKO cũng làm tăng biểu hiện hemeoxygenase-1 bị ức chế bởi H2O2.Cuối cùng, TCKO đã được chứng minh biểu hiện

20 ngược lại procollagen loại I trong nguyên bào sợi sau điều trị bằng H2O2 Kết luận TCKO là một chất bảo vệ và chống oxy hóa mạnh có thể được sử dụng để chống lão hóa da do căng thẳng [6]

Đánh giá thành phần dinh dưỡng, khả năng lên men và tiêu hóa trong dạ cỏ bằng hỗn hợp đệm: dạ cỏ trong ống nghiệm của một số loại hạt nhiệt đới như đậu tương, đậu có cánh

(Psophocarpus tetragonolobus), hạt cao su (Hevea brasiliensis) và hạt bàng (TCS) nhóm A

Jayanegara và cộng sự đã đo đạc các thông số động học những mẫu dầu béo trích ly bằng dung môi từ Soxhlet (TCKO) từ các hạt trên gồm có: lượng khí sinh ra, nồng độ tổng acid béo dễ bay hơi (VFA), amoniac, chất khô (IVDMD) và khả năng tiêu hóa chất hữu cơ (IVOMD) trong ống nghiệm Dữ liệu được xử lý bằng phân tích phương sai và kiểm tra với

số lượng lớn các giá trị có ý nghĩa thống kê (p<0,05) Kết quả cho thấy các loại hạt đậu có

cánh, hạt cao su và bàng chứa một lượng lớn ete > 20% Hàm lượng protein thô sau khi chiết tách chất béo của đậu tương, đậu có cánh, hạt cao su và TCS tăng lần lượt là 17,7; 4,7; 55,2 và 126,5% Ở các khoảng thời gian khác nhau sản lượng thu được trong ống nghiệm của đậu có cánh là cao nhất so với các nguyên liệu khác, tiếp theo là đậu tương rồi đến hạt cao su sau cùng là TCS Sau khi chiết tách lipid được cải thiện về chất lượng dinh dưỡng, tất cả các nguyên liệu có giá trị IVDMD và IVOMD tương tự nhau [68]

A Fithri và cộng sự điều chế mono acylglycerol (sản phẩm thu từ phản ứng phân giải giữa ethanol với TCO) và đo khả năng hoạt động kháng khuẩn của nó trong các mẫu vật liệu tự do và màng cố định bằng phương pháp ép (TCPO) đã trích ly dầu hạt Ketapang (hạt

Terminalia catappa L) cho biết thành phần acid béo trong dầu thông qua phân tích sắc ký

khí (GC) gồm có: acid palmitic, acid stearic, acid oleic và acid linoleic, acid myristic, acid palmitoleic, acid heptadecanoic, cis-10-heptadecanoic acid, acid belaidic, acid arachidonic, cis-11-eicosenoic acid, acid linoleic, cis-11.14-eicosedienoic acid, acid behenic, acid trisanoic và acid lignoseric Mẫu dầu được ethanol hóa bằng cách dùng 5 mL TCPO và 2 mL NaOH, 100 mL ethanol 95% sẽ thu được sản phẩm và mẫu đạt tiêu chuẩn EPKSO của Trung tâm SEAFAST Chuẩn bị mẫu sản phẩm và rửa giải bằng n-hexan: dietyl ete: acid formic (80:20:2 v/v), nhận thấy mẫu thử nghiệm bằng phương pháp khuếch tán có hoạt lực chống

lại Streptococcus đột biến [69]

21 Thông thường, Palmitoylethanolamide (PEA) được tổng hợp từ acid béo tinh khiết nhờ xúc tác hóa học, E Gunawan và cộng sự đã thực hiện tổng hợp PEA bằng phản ứng enzyme

giữa acid palmitic trong TCO và ethanolamine (ETA) với chất xúc tác là Lipozyme trong

điều kiện lượng acid béo palmitic trong TCO là 25-30%, ở 40°C trong 24 giờ, tỷ lệ của TCO:

ETA là 1: 3, lượng Lipozyme là 0,15g và dung môi là hexane Lượng PEA tạo thành được

xác định bằng các phương pháp sắc ký bản mỏng (TLC), phổ hồng ngoại biến đổi nhiệt (FTIR) và sắc ký khí khối phổ (GC-MS) Kết quả cho thấy dải hấp thụ của PEA đặc trưng tương ứng là 3340-3100/cm, 1642/cm và 1270-1216/cm và ảnh hưởng lần lượt của các nhóm chức OH, N-H, C=O (carbonyl) và C-N cho thấy trên sắc ký đồ GC-MS, đỉnh của PEA xuất hiện ở thời gian lưu 11,98 phút [70]

Một nghiên cứu của A M Al-Attar và cộng sự đã lưu ý đến sự tiếp xúc của con người với kim loại nặng tăng lên đáng kể trên toàn cầu Trong đó chì (Pb) là một trong những kim loại nặng độc hại nhất đối với con người và các sinh vật sống khác, Pb ảnh hưởng đến một số hoạt động sinh hóa, sinh lý của cơ thể Nhiều khảo sát khoa học đã ghi nhận các đặc tính trị liệu và chống oxy hóa của các sản phẩm tự nhiên được phân lập từ các nguồn thực vật có giá trị khử độc Pb Để đánh giá ảnh hưởng của TCO (Ấn Độ) đối với điều trị độc tính Pb ở chuột đực Trong thí nghiệm này, những con chuột được chia thành 4 lô khảo sát Lô đầu tiên được dùng làm đối chứng, lô thứ hai trong thức ăn với liều 100 mg/kg khối lượng chuột có chứa Pb, lô thứ ba được cho ăn TCO với liều là 800 mg/kg khối lượng chuột có chứa Pb Lô thứ tư được cho ăn TCO Sau sáu tuần, phân tích các mẫu huyết thanh máu cho thấy: Lô thứ hai, Pb tạo ra sự gia tăng đáng kể nồng độ alanine aminotransferase (ALT), aspartate aminotransferase (AST), phosphatase kiềm (ALP), gamma glutamyl transferase (GGT), tổng số bilirubin, glucose, triacylglycero, cholesterol lipoprotein mật độ thấp (LDL- C), cholesterol lipoprotein mật độ rất thấp (VLDL-C), creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH), creatinine, nitơ urê máu (BUN), acid uric và malondialdehyd (MDA), trong khi mức protein tổng số, albumin, cholesterol lipoprotein mật độ cao (HDL-C), glutathione (GSH), superoxide dismutase (SOD) và catalase (CAT) đã giảm đáng kể Ngược lại, điều trị bằng TCO cải thiện đáng kể những thay đổi sinh hóa và cho thấy tác dụng chống oxy hóa Nghiên cứu này đã tiết lộ ảnh hưởng điều trị của TCO trên cơ sở tác dụng chống oxy hóa chống lại độc tính Pb Hơn nữa, những phát hiện mới này chỉ ra rằng các thành phần của TCO có tiềm năng đáng kể đầy hứa hẹn trong các nghiên cứu y sinh và dược lý [71]

22 Cùng năm nhóm O P Edogbanya và cộng sự thực hiện nghiên cứu với nỗ lực tìm kiếm các phương pháp thay thế để xử lý các chủng vi sinh vật đã trở nên kháng thuốc thông thường Nghiên cứu được thực hiện trên một số giống chọn lọc lâm sàng các chủng vi sinh vật

(Aspergillus niger, Staphylocuccos aureus, Escherichia coli) nhằm đánh giá hiệu quả kháng

khuẩn của TCKO bằng n-hexane từ nguồn hạt bàng ở Anyigba, Bang Kogi Nigeria Khảo sát được thực hiện theo phương pháp khuếch tán trên giếng thạch (Mueller Hinton) để kiểm tra tính mẫn cảm của các chủng vi sinh vật với dầu, sử dụng Ciproflaxin là đối chứng dương tiêu chuẩn cùng với Tween và DMSO là đối chứng âm Kết quả thu được cho thấy rằng TCKO không thể tạo ra bất kỳ vùng ức chế trên các chủng phân lập lâm sàng Từ nghiên cứu này, có thể kết luận rằng TCKO không có hoạt lực kháng khuẩn[72]

E Gunawan và cộng sự trong nghiên cứu chính tiến hành khảo sát thực nghiệm động học phản ứng tổng hợp alkyl diethanolamit và xác định hằng số động học của nó Các thông số phản ứng được khảo sát gồm: lượng lipase và nồng độ cơ chất sử dụng Kết quả cho thấy, quá trình tổng hợp alkyl diethanolamide bằng enzyme với cơ chất là TCO và diethanolamine (chất có độ nhớt cao để làm chất tạo bọt) tuân theo mô hình động học Michaelis-Menten Điều quan trọng là giá trị Km đối với TCO và chất nền ethanolamine lần lượt là 0,43 mmol và 14,55 mmol Giá trị Vmax cho phản ứng tổng hợp alkyl diethanolamide là 1,57 x 10-5mmol.min.mg-1 Chất xúc tác, cơ chế của phản ứng tổng hợp alkyl diethanolamide tuân theo cơ chế động học của Bi-Bi Ping-Pong [73]

Nghiên cứu của E Khaing và cộng sự đã lựa chọn TC (Banda) vì những ứng dụng phổ biến của nó trong mục đích y tế và các sản phẩm thực phẩm thương mại Nghiên cứu cây thuốc cổ truyền và phương pháp trị liệu của họ đóng một vai trò rất quan trọng trong hệ thống chăm sóc sức khỏe của Myanmar vì hầu hết người dân Myanmar vẫn dựa vào y học cổ truyền để điều trị bệnh Mục đích của nghiên cứu là khảo sát về phân tích thành phần hóa học của TCS (Banda) và TCO Mẫu hạt được thu thập từ Thị trấn Hinthada, vùng Ayeyarwady và nó đã được xác định tại Khoa Thực vật học, Đại học Hinthada Lúc đầu các xét nghiệm hóa học sơ bộ không tìm thấy glycoside xyanogen trong mẫu theo phương pháp ống nghiệm Tiến hành phân tích bằng (AOAC) mẫu hạt có độ ẩm 4,05%; tro 1,61%; protein thô 21,62%; chất xơ thô 4,94%; chất béo thô 51,76%; carbohydrate 16,02% và giá trị năng lượng cung cấp là 616,4 kcal/100g mẫu khô Hàm lượng acid ascorbic trong mẫu thu thập được thực hiện bằng

23 cách chuẩn độ, iode và được tìm thấy là 19,81 mg/100g khối lượng của mẫu tươi Dầu của

hạt Terminalia catappa LLđược trích ly bằng phương pháp chưng cất tinh dầu bằng hơi nước

(bộ máy Clevenger) Người ta phát hiện ra rằng dầu có màu vàng nhạt thu được dưới dạng hydrosol (có khối lượng là 15,09g tương ứng 30,18 %) Sau đó, phân tích thành phần hóa học của dầu theo (AOAC) tìm thấy giá trị iode 57,55 %; chỉ số peroxide 1,99 mg/1000g; chỉ số acid 8,30 mg KOH/g; acid béo tự do 4,15 %; khối lượng riêng là 0,91; độ ẩm 0,41 % và không có mùi ôi Từ kết quả của nghiên cứu này, người ta thấy rằng hạt bàng (Banda) có thể được được áp dụng như một phương thuốc chữa bệnh tại địa phương cho các cộng đồng cư dân bản địa Ngoài ra, nghiên còn cho thấy hạt bàng sở hữu các chất dinh dưỡng quý giá bên cạnh không chứa độc tính Do đó, nó có thể đóng góp cho việc bảo vệ sức khỏe cộng đồng và cũng có thể gợi ý rằng hạt bàng có thể được sử dụng như một nguồn thực phẩm tiềm năng [74]

Khảo sát về đặc điểm và hàm lượng dinh dưỡng của hạt bàng (TCS) và dầu bàng thô (TCO) từ Sabah, Malaysia Nhóm M Jahurul và cộng sự đã chứng minh TCS sở hữu hàm lượng dinh dưỡng cộng với đặc tính chống oxy hóa cao Sản lượng TCO và các đặc tính hóa lý của chịu ảnh hưởng bởi vị trí địa lý Từ kết quả nghiên cứu cho biết trong dầu chứa các acid béo bão hòa và không bão hòa lần lượt là 37,57 và 61,37% Đây là một nguồn dầu ăn mới và có thể được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm Nghiên cứu này nhằm đánh giá chất lượng dinh dưỡng của TCKO và đặc tính cũng như tổng hàm lượng phenolic của nó được trồng ở hai địa điểm khác nhau ở Sabah và Malaysia tương ứng với độ ẩm là 6,87 – 6,92%, tro 4,54 – 4,77%; protein 21,98 – 22,44%; tổng số chất xơ 5,13 – 5,36%; carbohydrate 6,88 -7,01% và dầu 49,45 đến 54,47% Giá trị iode (IV), acid béo tự do (FFA), giá trị peroxide (PV), chỉ số khúc xạ (RI) và tổng hàm lượng phenolic (TPC) có thể so sánh với giá trị của dầu ăn Các giá trị FFA, IV, PV, màu sắc và TPC cho thấy sự khác biệt đáng kể Những kết quả này cũng cho thấy rằng dầu từ Kota Kinabalu chứa nhiều acid béo không bão hòa hơn và hiển thị độ ổn định oxy hóa thấp hơn so với dầu trích ly từ Keningau Từ quan điểm dinh dưỡng, TCKO có thành phần acid béo thú vị, hiển thị các chỉ số gây xơ vữa và sinh huyết khối thấp nhất, tỉ lệ acid béo không bão hòa đa / bão hòa đạt cao nhất tương ứng tỷ lệ cholesterol trong máu giảm Điều này cho thấy TCKO có tiềm năng trở thành một nguồn dầu ăn lành mạnh mới [75]

24 Nhìn chung, những công trình nghiên cứu ở các nước trên thế giới về dầu hạt bàng đang phát triển theo định hướng xác định thành phần các acid béo có trong dầu, hoạt tính kháng khuẩn và chống oxy hóa của chúng Các tính chất vật lý, hóa học và chất lượng của dầu tập trung vào các giá trị acid (AV), peroxide (PV), xà phòng hóa (SV), iode (IV), độ ẩm của dầu, khối lượng riêng Về công nghệ khai thác vẫn còn theo phương pháp ép truyền thống những năm gần đây đã chuyển hướng sang dùng dung môi hữu cơ để trích ly dầu trong hạt bàng bằng hệ thống chiết Soxhlet, đa phần dầu này được định hướng ứng dụng vào công nghiệp hóa chất và hóa dầu để điều chế những nhiên liệu cung cấp năng lượng thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch, chống ăn mòn trên bề mặt kim loại hay dầu biến áp Các nghiên cứu cũng định hướng ứng dụng vào công nghiệp mỹ phẩm như sử dụng acid palmitic để điều chế chất chống lão hóa da

Năm 2008 một nghiên cứu của nhóm A M Al-Attar và cộng sự đã tìm thấy dầu trích ly từ hạt bàng có khả năng khử Pb trên chuột đực Năm 2013 một nghiên cứu khác nhắc đến thành phần dễ bay hơi của dầu hạt bàng có thể là nguồn kháng sinh trong tương lai và sự

hiểu biết về hoạt động của protease ngoại bào của Pseudomonas aeruginosa mở ra một cơ

hội mới trong điều trị bệnh Riêng lĩnh vực thực phẩm đã liên tục khẳng định tầm quan trọng của các acid béo có trong dầu là những thành phần acid béo thiết yếu cần cho hoạt động của cơ thể người Ở Việt Nam hạt bàng chỉ sử dụng như một loại thức ăn vặt hay là đặc sản của khu vực Phú Quốc Ngoài ra, các sản phẩm dầu hạt bàng hay các chế phẩm từ chúng chưa tìm thấy trong thời gian hiện nay

1.4 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỦA α-TOCOPHEROL VÀ ACID ASCORBIC TRONG DẦU

Vào năm 1922 H M Evans và K S Bishop phát hiện tocopherol là một chất chống oxy hóa tương đối phổ biến trong tự nhiên và có khả năng loại bỏ các gốc tự do trong các hệ oxy nhóm đơn dễ bị oxy hóa Tocopherol ức chế quá trình peroxide hóa chất béo bằng cách cho các electron tạo thành phức hợp chuyển điện tích với oxy nhóm đơn, phức hợp được hình thành đi qua một hệ thống phản ứng để cuối cùng tạo thành oxy bộ ba và tocopherol Vì điều này không liên quan đến phản ứng hóa học giữa tocopherol và oxy nhóm đơn, nên nó được gọi là ức chế vật lý [76]

T + 1 O 2 →[T + - 1 O 2 ] 1 →[T + - 1 →O 2 ] 3 T + 3 O 2 (1.1)