Nghiên cứu quy trình trích ly và khảo sát hoạt tính sinh học của hợp chất Anthocyanin từ đậu đen (Vigna Cylindrica)

Hình 1.1: Anthocyanin d ng th ng Hình 1.2: Anthocyanin d ng trung tính... pH là ki m thì có màu xanh lá cây... Vitis spp Nho Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và diglucoside d ng t do và d ng a

Trang 1

Khoá: 2010-2014

Bình D ng, tháng 5 n m 2014

Trang 2

[SVTH: Nguy n Th Kim Ngân-1053010478]

L I C M N

Tr c tiên em xin chân thành c m n Ban giám hi u tr ng i H c M Thành Ph H Chí Minh đã t o đi u ki n v v t ch t c ng nh v tinh th n đ em

có th h c t p t t

Ti p theo em xin c m n các th y cô, b n bè mà em có c h i đ c ti p xúc

và h c h i,…trong su t th i gian em ng i trên gh nhà tr ng, đ c bi t là các th y

cô trong khoa Công Ngh Sinh H c nói chung và các th y cô chuyên ngành nói riêng Trong kho ng th i gian b n n m h c t i tr ng d i s d y d , h ng d n

t n tình c a th y cô, s chia s giúp đ c a b n bè,…đã giúp em có đ c nh ng

ki n th c, nh ng kinh nghi m và nh ng k n ng vô cùng c n thi t đ em tr ng thành h n trong cu c s ng Em xin chúc quỦ th y cô cùng nh ng ng i b n thân

th ng d i dào s c kho , thành công trong cu c s ng

Em xin dành l i c m n chân thành và sâu s c nh t c a mình đ n cô Nguy n

Th L Thu - là gi ng viên khoa công ngh sinh h c, chuyên ngành th c ph m và

c ng là gi ng viên h ng d n em th c hi n đ tài khoá lu n t t nghi p Cô đã đ ng hành, giúp đ và h ng d n t n tình trong su t quá trình th c hi n đ tài khoá lu n

t t nghi p này Em xin chúc cô luôn kho m nh, h nh phúc và g t hái nhi u thành công h n

Cu i cùng em xin dành l i tri ân sâu s c nh t đ n ba, m - ng i đã nuôi

n ng, d y d , t o m i đi u ki n cho con đ c h c h i, đ c ti p xúc v i th gi i này Con c u mong ba, me luôn m nh kho , bình an và s ng mãi v i con đ con có

c h i đ c đ n đáp công n to l n c a ba, m

Trang 3

M C L C

DANH M C B NG i

DANH M C HÌNH ii

T V N .1

PH N I: T NG QUAN TẨI LI U

1 Anthocyanin 3

1.1 Gi i Thi u Anthocyanin 3

1.2 Vai trò c a các h p ch t Anthocyanin 15

1.3 M t s nghiên c u v Anthocyanin 17

2 Gi i thi u v đ u đen 18

2.1 c đi m th c v t 18

2.2 Thành ph n ch t màu có trong đ u đen 21

3 Ph ng pháp trích ly 22

PH N II: V T LI U VẨ PH NG PHÁP NGHIÊN C U

2 V t li u nghiên c u 25

2.1 a đi m nghiên c u 25

2.2 Nguyên li u 25

2.3 Hoá ch t s d ng 25

2.4 D ng c và thi t b s d ng 25

3 Ph ng pháp nghiên c u 27

3.1 Quy trình trích ly Anthocyanin d ki n 27

3.2 S đ nghiên c u quy trình trích ly Anthocyanin 29

3.3 N i dung nghiên c u 30

Trang 4

3.3.1 Kh o sát b c sóng h p th c c đ i c a d ch trích Anthocyanin 30

3.3.2 Kh o sát các y u t nh h ng đ n quá trình trích ly Anthocyanin 31

3.3.3 Kh o sát ho t tính sinh h c 38

3.3.4 Kh o sát m t s đ c tính c a Anthocyanin thô 41

PH N III: K T QU - TH O LU N

3.1 K t qu kh o sát b c sóng h p th c c đ i c a d ch trích Anthocyanin 43

3.2 K t qu kh o sát các y u t nh h ng đ n quá trình trích ly Anthocyanin 44

3.3 K t qu kh o sát ho t tính sinh h c 50

3.4 Kh o sát m t s đ c tính c a Anthocyanin thô 55

K T LU N VẨ KI N NGH

TẨI LI U THAM KH O 61

PH L C i

Trang 5

[SVTH: Nguy n Th Kim Ngân-1053010478] Page i

DANH M C B NG

B ng 1.1: M t s Anthocyanin ph bi n 6

B ng 1.2: Các Anthocyanin trong m t s ngu n th c v t 10

B ng 1.3: Thành ph n dinh d ng h t đ u đen trong 100g n đ c 21

B ng 2.1: B trí thí nghi m kh o sát nh h ng c a dung d ch acid đ n trích ly 32

B ng 2.2: B trí thí nghi m kh o sát nh h ng c a n ng đ c n đ n trích ly 33

B ng 2.3: B trí thí nghi m kh o sát t l dung môi (ml): nguyên li u (g) đ n trích ly 35

B ng 2.4: B trí thí nghi m kh o sát nh h ng c a nhi t đ đ n trích ly 36

B ng 2.5: B trí thí nghi m kh o sát nh h ng c a th i gian đ n trích ly 38

B ng 2.6: B trí thí nghi m kháng oxy hoá 40

B ng 3.1: nh h ng c a dung d ch acid đ n quá trình trích ly 44

B ng 3.2: nh h ng c a n ng đ c n đ n quá trình trích ly 45

B ng 3.3: nh h ng c a t l dung môi và nguyên li u đ n kh n ng trích ly Anthocyanin 46

B ng 3.4: nh h ng c a nhi t đ đ n kh n ng trích ly Anthocyanin 48

B ng 3.5: nh h ng c a th i gian đ n kh n ng trích ly Anthocyanin 49

B ng 3.6 : Ho t tính kháng khu n c a d ch trích Anthocyanin 52

B ng 3.7: M t s đ c tính c a Anthocyanin thô 55

B ng 3.8 Ph n tr m màu còn l i theo th i gian 95o C – 1000 C 55

B ng 3.9: Màu c a Anthocyanin trong các pH khác nhau 56

Trang 6

[SVTH: Nguy n Th Kim Ngân-1053010478] Page ii

DANH M C HỊNH

Hình 1.1: Anthocyanin d ng th ng 3

Hình 1.2: Anthocyanin d ng trung tính 3

Hình 1.3: Các Anthocyanin ph bi n trong rau qu 4

Hình 1.4: Khung s n c b n c a Anthocyanin 5

Hình 1.5: C u trúc chuy n hoá c a Anthocyanin trong n c 7

Hình 1.6 : Cây đ u đen 19

Hình 1.7 : H t đ u đen 19

Hình 1.8 : u đen (Vigna unguiculata ssp cylindrica ) 20

Hình 2.1: S đ quy trình trích ly Anthocyanin 27

Hình 2.2: S đ các giai đo n nghiên c u quy trình trích ly Anthocyanin 30

Hình 2.3: S đ quy trình th ho t tính b t g c t do DPPH 39

Hình 3.1: th xác đ nh b c sóng h p ph c c đ i c a d ch trích 43

Hình 3.2 : th bi u di n kh n ng kháng oxy hoá 50

Hình 3.3 : Kh n ng kháng khu n c a Anthocyanin thô đ i v i E.coli 53

Hình 3.4: Kh n ng kháng khu n c a Anthocynin thô v i B.subtilis 54

Hình 3.5: B t Anthocyanin thô 55

Hình 3.6: Màu c a Anthocyanin theo pH 56

Hình 4.1 : S đ hoàn thi n quy trình trích ly Anthocyanin t đ u đen 59

Trang 7

[SVTH: Nguy n Th Kim Ngân-1053010478] Page 1

T V N

T xa x a, ông cha ta đã bi t s d ng nh ng h p ch t thiên nhiên đ ch a

b nh, làm th c ph m, m ph m và nhi u ng d ng trong cu c s ng Vi t Nam v i khí h u nhi t đ i gió mùa và th m th c v t đa d ng là ngu n cung c p tài nguyên sinh h c quỦ giá.Vì th vi c tìm hi u, tách chi t các thành ph n có l i c a các loài

th c v t là đi u c n thi t đ góp ph n vào vi c khai thác và s d ng có hi u qu

h n

Hi n nay trên th gi i xu h ng nghiên c u quay v các h p ch t thiên nhiên

vì chúng có tính an toàn cao cho ng i s d ng Anthocyanin là h p ch t h u c có ngu n g c thiên nhiên, thu c nhóm flavonoid, có màu đ , đ tía, tím Chúng có

m t trong h u h t các th c v t b c cao và tìm th y trong các hoa qu , rau c , h t…

nh hoa b t gi m, qu nho, dâu, b p c i tím, g o n p than, g o đ ,…và c trong các

h t h c đ u nh đ u đ , đ u đen

Anthocyanin ngày càng đ c quan tâm đ u t nghiên c u, ch bi n và s n

xu t b i vì chúng không nh ng có màu s c t i đ p, khi tiêu th không gây tác h i

x u, an toàn cho s c kho con ng i mà còn có nhi u ho t tính sinh h c quỦ nh :

kh n ng kháng oxy hoá cao nh h n ch s hình thành các g c t do, t ng c ng

s c đ kháng, ch ng viêm, h n ch s phát tri n c a các t bào ung th , tác d ng

ch ng các tia phóng x …

u đen có tên khoa h c là Vigna cylindrica thu c h đ u, ông y th ng

g i là h c đ i đ u hay ô đ u, th ng dùng làm nguyên li u cho các món n dân dã

nh xôi, chè,…Bên c nh đó đ u đen không đ n thu n là m t th c ph m bình

th ng mà còn tác d ng phòng và ch a b nh c bi t là l p v bên ngoài có ch a hàm l ng ch t ch ng oxy hoá cao h n nhi u so v i các lo i đ u khác và g p 10 l n

so v i cam Các thu c tính ch ng oxy hóa m nh c a đ u đen ch y u là do n ng đ cao c a ch t Anthocyanin nh delphinidin, petunidin, malvidin

Trang 8

n c ta, vùng tr ng đ u đen phân b r t r ng t B c vào Nam v i di n tích đáng k Tuy v y, đ u đen ch đ c s d ng ch bi n trong các món n thông

th ng hàng ngày Do v y, chúng tôi quy t đ nh th c hi n đ tài: “Nghiên c u quy

trình trích ly vƠ kh o sát ho t tính sinh h c c a h p ch t Anthocyanin t u đen (Vigna cylindrica)” đ t n d ng các ho t tính sinh h c quỦ có trong h t đ u

đen, nâng cao giá tr th ng m i c a h t đ u đen nh m mang l i l i ích cho ng i nông dân c ng nh cung c p m t ngu n ch t màu có ngu n g c t nhiên, an toàn cho s c kho ng i tiêu dùng

ly, th i gian trích ly

o Kh o sát ho t tính sinh h c: kh n ng kháng oxy hoá, kh n ng kháng khu n

oKh o sát m t s đ c tính c a Anthocynain thô: đ m, đ b n màu, hàm l ng polyphenol, nh h ng c a pH đ n màu s c Anthocyanin

Trang 9

1 ANTHOCYANIN

1.1 Gi i Thi u Anthocyanin[7]

Anthocyanin hi n thu c nhóm các ch t màu t nhiên tan trong n c l n nh t trong th gi i th c v t Thu t ng Anthocyanin b t ngu n t ti ng Hy L p trong đó Anthocyanin là s k t h p gi a Anthos – ngh a là hoa và Kysanesos – ngh a là màu xanh Tuy nhiên, không ch có màu xanh Anthocyanin còn mang đ n cho th c v t nhi u màu s c r c r khác nh h ng, đ , cam và các gam màu trung gian Các Anthocyanin khi m t h t nhóm đ ng đ c g i là anthocyanidin hay aglycon M i

Anthocyanidin có th b glycosyl hóa acylate b i các lo i đ ng và các acid khác

t i các v trí khác nhau Vì th l ng Anthocyanin l n h n Anthocyanidin t 15-20

l n

1.1.1 C u trúc hóa h c c a Anthocyanin [7,12,14]

Anthocyanin thu c nhóm các h p ch t flavonoid, có kh n ng hòa tan trong

n c và ch a trong các không bào V b n ch t, các Anthocyanin là nh ng h p

ch t glycoside c a các d n xu t polyhydroxy và polymethoxy c a mu i flavylium

ho c 2-phenylbenzopyrylium

T t c Anthocyanindin đ u có ch a vòng pyran oxy hoá tr t do Tuy nhiên

ng i ta ch a bi t đ c ch c ch n nguyên t nào: oxy hay cacbon mang đi n tích

d ng t do Do đó Anthocyanindin th ng đ c bi u di n d i d ng công th c trung tính

Hình 1.1: Anthocyanin d ng th ng Hình 1.2: Anthocyanin d ng trung tính

Trang 10

Nh đi n tích d ng t do này mà các Anthocyanindin trong dung d ch acid tác d ng v i nh ng cation và t o mu i đ c v i các acid Còn trong dung

d ch ki m thì Anthocyanindin l i tác d ng nh anion và t o mu i đ c v i base

Cho đ n nay, ng i ta đã xác đ nh đ c 18 lo i aglycon khác nhau, trong

đó 6 lo i ph bi n nh t là pelargonidin, cyanidin, delphinidin, peonidin, petunidin

và maldivin

Hình 1.3: Các Anthocyanin ph bi n trong rau qu

Trong t nhiên, Anthocyanin r t hi m khi tr ng thái t do (không b glycosyl hóa) Nhóm hydroxy t do v trí C-3 làm cho phân t Anthocyanidin

tr nên không n đ nh và làm gi m kh n ng hòa tan c a nó so v i Anthocyanin

t ng ng Vì v y, s glycosyl hóa luôn di n ra đ u tiên v trí nhóm 3-hydroxy

Trang 11

N u có thêm m t phân t đ ng n a, v trí ti p theo b glycosyl hóa th ng g p

nh t là C-5 Ngoài ra, s glycosyl hóa còn có th g p các v trí C-7, C-3’, C-5’

Lo i đ ng ph bi n nh t là glucose, ngoài ra c ng có m t vài lo i monosaccharide (nh galactose, rammose, arabinose), các lo i disaccharide (ch

y u là rutinose, sambubiose hay sophorose) ho c trisaccharide tham gia vào quá

trình glycosyl hóa

S methoxyl hóa các Anthocyanin và các glucoside t ng ng di n ra thông th ng nh t là v trí C-3’ và C-5’, c ng có th g p v trí C-7 và C-5 Tuy nhiên cho đ n nay ng i ta v n ch a tìm th y môt h p ch t nào b glycosyl hóa hay b methoxyl hóa trên t t c các v trí C-3, C-5, C-7 và C-4’ do c n thi t ph i còn ít nh t m t nhóm hydroxyl t do C-5, C-7 hay C-4’ đ hình thành d ng c u trúc quinonoidal base (d ng c u trúc c a Anthocyanin th ng t n t i trong không bào th c v t có pH t 2,5 – 7,5)

Trang 12

OH-)

B ng 1.1: M t s Anthocyanin ph bi n

trâm

(Ngu n: Lê Ng c Tú, 2005)

Trang 13

M c đ methyl hoá các nhóm OH-trong vòng benzen càng cao thì màu càng

đ N u nhóm OH- v trí th ba k t h p v i g c đ ng thì màu s c c ng s thay

đ i theo s l ng các g c đ ng đ c đính vào nhi u hay ít

Các Anthocyanin c ng có th t o ph c v i các kim lo i đ cho ra các màu khác nhau: ch ng h n mu i kali s cho v i Anthocyanin màu đ máu, còn mu i canxi và magie s cho v i Anthocyanin ph c có màu xanh ve Ho c ng i ta c ng

th y Phúc B n T en s chuy n sang màu xanh, còn Anh ào s chuy n sang màu tím khi có m t thi c, Anh ào c ng chuy n sang màu tím khi có m t nhôm, nh ng nhôm l i không nh h ng đ n màu s c c a Nho đ Các Anthocyanin c a Nho ch thay đ i đáng k khi có m t Fe, Sn, ho c Cu i m đáng chú Ủ là màu s c c a Anthocyanin ph thu c r t m nh vào pH c a môi tr ng

Hình 1.5: C u trúc chuy n hoá c a Anthocyanin trong n c

Trang 14

Thông th ng:

Khi pH > 7 các Anthocyanin có màu xanh

Khi pH < 7 các Anthocyanin có màu đ

 pH = 1 các Anthocyanin th ng d ng mu i oxonium màu cam đ n đ

 pH = 4÷5 chúng có th chuy n v d ng base cacbinol hay base chalcon

không màu

 pH = 7÷8 l i v d ng base quinoidal anhydro màu xanh

Ch ng h n rubrobraxindin clorua c a Anthocyanin c a b p c i đ là m t triglucozit c a Anthocyanindin

Khi:

pH = 2,4 – 4,0 thì có màu đ th m

pH = 4 – 6 thì có màu tím

pH = 6 thì có màu xanh lam

pH là ki m thì có màu xanh lá cây

Ho c xianin có trong hoa h ng màu s c thay đ i khi pH c a d ch bào thay đ i Các màu s c khác nhau c a hoa có đ c là do t h p các Anthocyanindin và các este metylic c a chúng v i acid và base

Trang 15

Lo i Anthocyanin hay g p nh t chính là Cyaidin-3-glucoside

Các h p ch t Anthocyanin xu t hi n r ng rãi trong kho ng ít nh t 27 h , 73 loài và trong vô s gi ng th c v t s d ng làm th c v t (Bridle và Timberlake, 1996) Các h th c v t nh vitaceae (nho) và rosaceae (cherry, dâu tây, mâm xôi, táo,…) là các ngu n Anthocyanin ch y u Bên c nh đó còn có các h th c v t khác

nh solanceae ( cà tím), saxifragaceae (qu lỦ đ và đen), ericaceae (qu vi t qu t)

và brassicaceae (b p c i tím)

Trang 16

B ng 1.2: Các Anthocyanin trong m t s ngu n th c v t

Tên th c v t Tên thông

th ng

Lo i Anthocyanin

Allium cepa C hành đ Cy-3-glucoside, 3-galactoside, 3-diglucoside và

3-laminarriobioside, Pn-3-glucoside Brassica

oleraea

B p c i tím (red cabbage)

Cy-3-sophoroside-5-glucoside cacyl hóa v i malonoyl, -coumaroyl, di- -coumarol,feruloyl,

diferuloyl, sinapoyl và disinapoyl Fragaria spp Dâu tây

C c i đ (r ) Pg và Cy-3-sophoroside-5-glucoside acyl hóa v i

-coumaroyl, feruloyl, caffeoyl

Vitis spp Nho Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và diglucoside d ng

t do và d ng acyl hóa Malus pumila Táo (apple) Cyanidin-3-galactoside

Cyd-3-glucose, Cy-3-arabinose, Cy-3-xylose

Sambucus nigra C m cháy Cyanidin-3-glucoside, Cyani di n-3-sambubiose

Cyd-3-sambubiose-5-glucose

Cy = cyanidin, Pg= pelagorindin, Pn= peonidin, Dp= delphinidin, Pt = petunidin, Mv=

malvidin (Ngu n: Ronald E Wroistad, May 1993)

Trang 17

b n c a các Anthocyanin ph thu c vào nhi u y u t nh : c u trúc hóa

h c c a Anthocyanin, pH, nhi t đ , ion kim lo i, oxy, acid ascorbic, SO2, ánh sáng, enzyme, đ ng và các s n ph m bi n tính

 C u trúc

b n màu và c ng đ màu c a các Anthocyanin ph thu c vào v trí và

s l ng c a các nhóm hydroxyl, methoxyl, đ ng và các đ ng đ c acyl hóa Khi s nhóm hydroxyl trong vòng Benzen t ng thì b c sóng h p thu c c đ i vùng th y đ c d ch chuy n v phía có b c sóng dài h n và màu thay đ i t cam

đ n xanh d ng Khi nhóm methoxyl thay th nhóm hydroxyl thì ta thu đ c k t

qu ng c l i

Khi m c đ hydroxyl hóa các aglycone t ng, tính b n c a các Anthocyanin

s gi m Tuy nhiên khi t ng s methoxyl hóa s thu đ c k t qu ng c l i

Các Anthocyanin đ c glycosyl hóa và acyl hóa s cho d ng màu xanh S glycol hóa nh ng nhóm OH- t do làm t ng tính b n c a Anthocyanin Vì v y, các diglucoside b n h n các monogluside c a cùng m t Anthocyanin

Anthocyanin có ch a 2 hay nhi u nhóm acyl (nh ternatin, platyconin, cinerarrin, gntiodenphin và zebrrinin) là b n trong môi tr ng trung tính ho c acid

y u do liên k t hydro gi a các nhóm hydroxyl c a các nhân phenolic trong Anthocyanin và acid vòng th m

Trang 18

 Oxy

Oxy và nhi t đ đ c xem là nh ng tác nhân đ c tr ng xúc ti n s phân

h y c a Anthocyanin, do đó mà sinh ra nh ng d ng s n ph m không màu ho c màu nâu Chính s oxy hóa tr c ti p d ng carbinol pseudobase đã gây ra s k t t a

và đóng váng trong n c trái cây

Trong quá trình đun nóng các Anthocyanin b oxy hóa mãnh li t Oxy và nhi t đ là nh ng tác nhân xúc ti n đ c bi t nh t trong n c ép c a blueberry (vi t

qu t), cherry (anh đào), nho, raspberry (mâm xôi) và dâu

 Enzyme

Nhi u enzyme n i sinh trong t bào c a cây có kh n ng làm m t màu Anthocyanin Nh ng enzyme này đ c g i chung là Anthocyanase D a vào đ c tính c a các enzyme mà ng i ta phân làm 2 nhóm, glycosidase và polyphenol oxidase (PPO) Các enzyme này thu đ c t n m (fugal)

Trang 19

Glycosidase: là enzyme th y phân liên k t glycoside c a Anthocyanin t o

ra đ ng t do và aglycone này kém b n h n r t nhi u và m t màu r t nhanh khi có

m t c a catechol (1,2-dihydroxybenzen)

Polyphenol oxidase (PPO): tác d ng lên Anthocyanin v i s có m t c a diphenol thông qua c ch oxy hóa k t h p Theo Gromeck và Markakis, s thêm vào glycosidase và PPO xúc tác cho quá trình peroxide hóa phân h y Anthocyanin

O-T c đ phân h y b i PPO ph thu c vào s thay th mô hình c a vòng

benzen và m c đ glycosyl hóa

nh t khi đ ngoài ánh sáng, các diglucoside không b acyl hóa là ít b n h n và monoglucoside là kém b n nh t, n m 1975 Palamidis và Markakis đã tìm th y r ng ánh sáng thúc đ y quá trình phân h y Anthocyanin trong n c gi i khát có CO2

đ c ph i màu v i Anthocyanin t xác nho

 ng và các s n ph m bi n tính

n ng đ 100 ppm, đ ng và các s n ph m phân h y c a chúng có tác

d ng thúc đ y s phân h y các Anthocyanin, trong đó fructose, arabinose, lactose

và sorbose có kh n ng phân h y Anthocyanin m nh h n glucose, sucrose, và maltose

Trang 20

T c đ phân h y c a Anthocyanin liên quan đ n t c đ phân h y c a đ ng Các s n ph m phân h y c a đ ng g m có: furfura l,5–hydroxymethyl furfural và acctaldehyde thu đ c t ph n ng Mailard ho c t s oxy hóa c a acid ascorbic, polyuronic ho c b n thân các Anthocyanin Nh ng s n ph m phân h y này d dàng ng ng t v i các Anthocyanin hình thành nh ng h p ch t ph c t p có màu nâu s m

 Các ion kim lo i

M t s ion kim lo i đa hóa tr có th t ng tác v i các Anthocyanin có nhóm

OH- v trí ortho gây ra hi u ng sâu màu (bathocromic) Hi n t ng này x y ra khi kim lo i ti p xúc v i Anthocyanin trong quá trình ch bi n rau qu ho c s cho thêm các mu i kim lo i vào trong th c ph m

 Sunphurdioxide (SO2)

Các Anthocyanin th ng b m t màu khi có m t c a SO2 Hi n t ng này

th ng x y ra trong quá trình x lỦ các s n ph m th c ph m có ch a Anthocyanin

b ng SO2 Quá trình kh này có th là thu n ngh ch ho c b t thu n ngh ch Trái cây

và n c qu đ c x lỦ b ng m t l ng trung bình SO2 (500 – 2000 ppm) làm m t màu các anthocynin c a chúng tr c khi ch bi n Chúng đ c disunfit hóa và màu Anthocyanin đ c ph c h i

SO2 n ng đ r t th p (kho ng 30 ppm) có th c ch s bi n tính do enzyme c a Anthocyanin trong qu anh đào nh ng không làm m t màu chúng

S t y màu b t thu n ngh ch x y ra trong quá trình t y qu v i l ng l n

SO2 (0.8 – 1.5%) và soda (0.4 – 1.0%) đ c dùng trong quá trình t y qu

Trang 21

1.2 Vai trò c a các h p ch t Anthocyanin[12]

i v i s c kh e con ng i

Ngoài nh ng vai trò sinh lỦ đ i v i th c v t các h p ch t Anthocyanin còn

đ c ch ng minh mang l i nhi u ích l i v s c kh e cho con ng i

Các h p ch t Anthocyanin đ c h p thu vào trong d dày d ng phân t (Passamonti, Vrhovsek và Mattivi, 2002) ho c có th đ c h tr b i m t c ch

v n chuy n qua m t Ngoài ra, phân t Anthocyanin c ng không b bi n đ i d i tác d ng c a h vi khu n trong ru t non Vì th , phân t Anthocyanin c ng không thay đ i trong huy t t ng và n c ti u Các nghiên c u g n đây cho th y các Anthocyanin ch đ c h p thu m c đ r t th p ch kho ng 0,016% đ n 0,11%

l ng tiêu th ng i

M c dù Anthocyanin ch đ c c th h p thu m t l ng r t nh nh ng các phân t Anthocyanin sau khi đ c chuy n hóa có th bi u hi n nh ng ho t tính

nh ch ng ung th , ch ng x v a đ ng m ch, ch ng viêm, gi m m c đ th m

th u, đ v c a mao m ch, c ch s đông t c a các ti u huy t c u và thúc đ y s

t o thành cytokine t đó đi u hòa các ph n ng mi n d ch T t c nh ng ho t tính này đ u d a trên kh n ng ch ng oxy hóa c a các Anthocyanin C ng nh kh

n ng này các h p ch t Anthocyanin còn giúp b o v màng d dày ch ng l i nh ng

th ng t n do s oxy hóa, vì v y hoãn l i giai đo n đ u c a b nh ung th d dày, ung th ru t và ru t k

Ho t tính ch ng oxy hóa

S thi u electron t nhiên c a các phân t Anthocyanin giúp cho các h p

ch t này đ c bi t ho t đ ng M t s c ch ch ng oxy hóa c a Anthocyanin có

đ c t các nghiên c u nh :

Anthocyanins hoa dâm b t (HAS) đ c s d ng trong n c gi i khát và các lo i thu c th o d c Ho t tính sinh h c ch t ch ng oxy hóa c a nó đã đ c nghiên c u và đ a ra k t lu n r ng s c t dâm b t làm gi m t l t n th ng gan

Trang 22

bao g m: viêm, b ch c u xâm nh p, ho i t gây ra b i tert-butyl hydroperoxide BHP) chu t (Wang et al, 2000)

(t-Nitric oxide (NO) là g c t do hình thành t l-arginine và oxit synthase (cNOS và iNOS) trong t bào đ ng v t có vú và nhi u mô Wang và Mazza (2002)

l n đ u tiên báo cáo r ng Anthocyanin có tác d ng c ch m nh m trên g c NO Ngoài ra còn có các báo cáo v Anthocyanins s h u ho t đ ng ch ng loét (Cristoni và Magistretti, 1987) và cung c p b o v kh i tia c c tím b c x (Sharma, 2001)

Cyanidin 3 - O-beta-d-glucoside (C3G) - m t s c t Anthocyanin đi n hình

có th t ng s c đ kháng oxy hóa c a huy t thanh lipid peroxy trong chu t và

c ng ch ng minh r ng C3G ho t đ ng m nh nh m t ch t ch ng oxy hóa trong c

th (Tsuda cùng c ng s , 1999)

B ng ph ng pháp đo kh n ng h p th g c oxy thì cho k t qu là cyanidin –

3 glucoside có ho t tính ORAC cao nh t trong s 14 lo i Anthocyanin đ c ki m tra và cao h n 3,5 l n ho t tính c a Trolox (ch t t ng đ ng vitamin E) Chính vì

v y, ng i ta đang h ng đ n kh n ng s d ng nhi u ph ng pháp khác nhau trong quá trình nuôi c y huy n phù t bào ho c ch n gi ng th c v t nh m thu

đ c lo i Anthocyanin nh mong mu n

 Ho t tính ch ng ung th

T t c các c n b nh ung th đ u do s hình thành, t ng tr ng và suy vong

c a các t bào b t bình th ng Các kh i u là do s tích t c a các t bào v i s

l ng l n h n nhu c u c n thi t cho s phát tri n, s a ch a và ho t đ ng c a các

mô Trong các nghiên c u in vitro và in vivo, các h p ch t Anthocyanin đ u cho

th y kh n ng gi m s t ng tr ng c a các t bào ung th và c ch s hình thành

kh i u m t cách đáng k M t báo cáo v các ho t đ ng ch ng kh i u c a Anthocyanin đ c xu t b n b i Kamei cùng c ng s (1998) H nh n th y r ng Anthocyanin t r u vang đ c ch s t ng tr ng c a HCT -15 t bào, b t ngu n

Trang 23

t ung th ru t k t ho c các t bào AGS t ung th d dày c a con ng i T l c

đ ng, malvidin là t t nh t ch t c ch quá trình oxy hóa, ti p theo là delphinidin, cyanidin, và pelargonidin Khi quá trình oxy hóa đ c xúc tác v i 80 mM đ ng,

th t c a các ho t đ ng ch ng oxy hóa thay đ i và gi m theo th t sau t t c

n ng đ th nghi m: delphinidin, cyanidin, malvidin, và pelargonidin S oxy hóa các h p ch t này đ c xem nh m t b c quan tr ng trong s hình thành các kh i

Trang 24

N m 2005, Xianli Wu và Ronald L đã xác đ nh và mô t đ c đi m c a Anthocyanin trong s 40 lo i rau, các h t, ng c c b i HPLC (high-performance liquid chromatography) – k thu t phun ion hoá

N m 2006, Nguy n Th Lan, Lê Th L c Quyên đã nghiên c u nh h ng c a

h dung môi đ n kh n ng trích ly ch t màu Anthocyanin có đ màu cao t qu dâu

H i An và đ a ra k t lu n: h dung môi c n - n c- HCl là dung môi t t nh t cho

vi c tách ch t màu Anthocynin có đ màu cao t qu dâu

N m 2007, Nguy n Th Ph ng Anh, Nguy n Th Lan đã nghiên c u nh

h ng c a pH đ n màu c a Anthocyanin t b p c i tím ng d ng làm ch t ch th

an toàn trong phân tích th c ph m và hoá h c K t qu cho th y r ng khi pH thay

đ i t môi tr ng acid sang môi tr ng base, màu c a Anthocyanin thay đ i t đ sang xanh và h p th c c đ i t i b c sóng 520 : 617 nm ng v i m i pH

N m 2012, Chandrasekhar J, Madhusudhan.M.C, Raghavarao K.S.M.S khai thác Anthocyanin tr b p c i đ b ng 50% (v / v ) c n và axit hóa n c hàm l ng Anthocyanin t i đa ( 390,6 mg / L) c ng nh ch t h p ph là Amberlite

N m 2013, Ivona Elez Garofulic cùng c ng s nghiên c u s nh h ng c a

lò vi sóng trong h tr khai thác và cô l p Anthocyanin và các acid phenolic t Anh

ào Chua cho k t qu là nhi t đ 600

C, trong th i gian 6-9 phút, công su t vi sóng 400W là t i u cho khai thác

Trang 25

C m hoa m c k lá, thành chùm dài 20-30cm ài hình chông có 5 r ng

v thành hai m nh lá m m u c a hai m nh h t có ch a hai lá ch i, m t tr m m

u đen thu c lo i cây ng n ngày, a sáng, thích nghi v i đi u ki n nóng và

m Nhi t đ thích h p cho cây sinh tr ng t 200C đ n 350C Gi i h n v l ng mua hàng n m r ng Ngoài vi c tr ng d dàng, d thu ho ch, đ u đen đ c ng i dân nhi u vùng a tr ng vì nh ng giá tr dinh d ng và l i ích thi t th c mà đ u đen mang l i

2.1.2 Phân b đ a lí

Chi Vigna có kho ng 20 loài Vi t Nam trong đó nhi u loài là cây tr ng

ây là nhóm cây tr ng r t phong phú vì m i lo i có vài gi ng khác nhau

u đen có ngu n g c Châu Phi và s m đ c đ a vào tr ng t th i c đ i

Hi n nay cây đ c tr ng r ng rãi kh p các vùng nhi t đ i và c n nhi t đ i t 300 v

b c đ n 300 v nam Tuy nhiên trên th gi i có hai trung tâm đa d ng cao c a loài

Trang 26

này là vùng ông Phi và vùng n - ông Nam Á đó, t n t i nhi u qu n th

tr ng c ng nh m c hoang c a các lo i đ u đen Châu Á, đ u đen tr ng nhi u

nh t n , Srilanca, Mianma, Trung Qu c và t t c các n c trong vùng ông Nam Á Cây c ng đ c tr ng 16 n c Châu Phi, nhi u n c vùng Caribê, Nam

M và Australia

Vi t Nam, đ u đen đ c coi là cây tr ng lâu đ i Song n i tr ng nhi u

nh t là các t nh mi n trung sau đó đ n các t nh đ ng b ng và Trung Du B c B

2.1.3 Phân lo i khoa h c

H (familia) : Fabaceae

Chi (genus): Vigna

Loài (species): Vigna unguiculata

Hình 1.8 : u đen (Vigna unguiculata ssp cylindrica )

Trang 27

2.2 ThƠnh ph n ch t mƠu có trong đ u đen[16]

Trong v h t đ u đen, các nhà khoa h c đã phát hi n 9 Anthocyanin trong đó

có 3 Anthocyanin l n là delphinidin - 3 - glucoside (56%) , pectunidin – 3- glucoside (26%), malvindin – 3 – glucoside (18%)

Trang 28

Trong quá trình trích ly, dung môi th ng d ng pha l ng, còn m u nguyên li u d ng pha r n ho c pha l ng N u m u nguyên li u d ng pha

r n, quá trình này đ c g i là trích ly r n - l ng Còn m u nguyên li u d ng

l ng thì đây là quá trình trích ly l ng - l ng Trong công nghi p th c ph m, các nguyên li u c n trích ly th ng t n t i d ng pha r n

3.2 C ác y u t nh h ng đ n quá trình trích ly

Hàm m c tiêu c a quá trình trích ly là hi u su t thu h i c u t c n trích ly

ó là t l gi a hàm l ng c u t trong dung d ch trích so v i hàm l ng c a nó trong nguyên li u đem trích ly Giá tr hi u su t thu h i c u t càng cao thì vi c

th c hi n quá trình trích ly s đ t hi u qu kinh t càng cao

Kích th c nguyên li u: kích th c nguyên li u càng nh thì di n tích b m t

ti p xúc gi a nguyên li u và dung môi s càng l n Do đó, vi c trích ly các c u t t nguyên li u và dung môi s tr nên d dàng h n Tuy nhiên, n u kích th c c a nguyên li u quá nh thì chi phí trong quá trình nghi n xé nguyên li u s gia t ng Ngoài ra vi c phân riêng pha l ng và pha r n khi k t thúc quá trình trích ly s tr nên khó kh n h n

T l kh i l ng gi a nguyên li u và dung môi: v i cùng m t l ng nguyên

li u, n u ta t ng l ng dung môi s d ng thì hi u su t trích ly s t ng theo ó là do

Trang 29

s chênh l ch n ng đ c a c u t c n trích ly trong nguyên li u và trong dung môi

s càng l n Tuy nhiên, n u l ng dung môi s d ng quá l n thì s làm loãng d ch trích Khi đó các nhà s n xu t ph i th c hi n quá trình cô đ c ho c x lỦ d ch trích

b ng ph ng pháp khác đ tách dung môi Nh v y, chúng ta c n xác đ nh t l phù

h p gi a kh i l ng nguyên li u và dung môi

Nhi t đ trích ly: khi t ng nhi t đ , các c u t s chuy n đ ng nhanh h n, do

đó s hòa tan và khu ch tán c a c u t t nguyên li u vào dung môi s đ c t ng

c ng Ngoài ra, khi t ng nhi t đ , đ nh t c a dung môi gi m, dung môi d dàng xuyên qua l p nguyên li u và làm cho di n tích ti p xúc b m t gi a nguyên li u và dung môi s càng l n Tuy nhiên, vi c t ng nhi t đ trích ly s làm t ng chi phí

n ng l ng cho quá trình đ ng th i có th x y ra m t s ph n ng hóa h c không mong mu n trong d ch trích và s t n th t các c u t h ng s gia t ng Do đó các nhà s n xu t c n ch n nhi t đ trích ly t u tùy theo t ng tr ng h p c th

Th i gian trích ly: khi t ng th i gian trích ly thì hi u su t thu h i ch t chi t

s gia t ng Tuy nhiên, n u th i gian trích ly quá dài thì hi u su t thu h i ch t chi t

s không t ng theo đáng k Các nhà s n xu t c n xác đ nh th i gian t i u cho quá trình trích ly b ng ph ng pháp th c nghi m

T c đ c a dòng dung môi ch y qua l p nguyên li u trong thi t b trích ly:

n u dòng dung môi đ c bom v i t c đ cao vào thi t b ch a nguyên li u c n trích

ly thì s làm gi m đi kích th c l p bao b c xung quanh nguyên li u, đây là n i t p trung các c u t hòa tan Do đó, t c đ trích ly các c u t t nguyên li u s gia t ng Tùy thu c vào hình d ng thi t b , kích th c c a l p nguyên li u trong thi t b mà

t c đ dòng dung môi b m vào thi t b s đ c l a ch n sao cho th i gian trích ly

là ng n nh t và hi u su t ch t chi t là cao nh t

Áp su t: trong ph ng pháp trích ly b ng l u ch t siêu t i h n, áp su t và nhi t đ là hai y u t nh h ng quy t đ nh đ n hi u su t thu h i ch t chi t Thông

th ng khi t ng áp su t và nhi t đ thì quá trình trích ly di n ra càng nhanh và hi u

Trang 30

su t trích ly s t ng theo Tuy nhiên, vi c t ng áp su t s làm t ng chi phí và giá thành thi t b c ng cao

Dung môi

Ch n dung môi là m t v n đ r t quan tr ng đ th c hi n quá trình trích ly

Ng i ta th ng d a vào nh ng tiêu chí sau đây đ ch n dung môi:

Dung môi có kh n ng hòa tan ch n l c t c c u t c n thu nh n trong m u nguyên li u có đ hòa tan cao trong dung môi Ng c l i, các c u t khác có trong

m u nguyên li u không c n trích ly thì không hòa tan đ c trong dung môi ho c có

đ hòa tan kém

Dung môi ph i tr v i các c u t có trong d ch trích

Dung môi không gây hi n t ng n mòn thi t b , khó cháy và không đ c v i

ng i s d ng

Dung môi có giá thành th p, d tìm, các nhà s n xu t có th thu h i dung môi sau quá trình trích ly đ có th tái s d ng

Nh ng dung môi ph bi n hi n nay trong công ngh th c ph m bao g m:

n c, m t s dung môi h u c và CO2 tr ng thái siêu t i h n

Trang 31

Máy l c chân không

Máy cô quay chân không

Máy đo UV-VIS

Máy ly tâm

T m

Trang 32

Trang 33

Trang 34

b) Thuy t minh quy trình

Ti n hành bóc v c a đ u đen đ chu n b cho quá trình trích ly

Cách th c hi n: u đen sau khi đ c ch n l a thì ti n hành r a v i n c

Trang 35

Ly tâm

M c đích: D ch trích sau khi l c thì đem đi ly tâm lo i b m t l n n a ph n

c n có trong d ch trích Sau đó đem d ch đi đu i dung môi

Cách ti n hành : D ch trích sau khi đ c l c chân không ti n hành ly tâm đ tách b m t l n n a các ch t c n trong quá trình l c đã đ l i (ly tâm 3500 vòng/5phút)

 u i dung môi

M c đích : Quá trình đu i dung môi nh m tách dung môi ra kh i s n ph m,

do đó n ng đ ch t khô c a s n ph m t ng lên

Cách th c hi n : D ch trích sau khi l c thì đ c đem đi cô quay chân không

đ đu i dung môi

Ch t màu Anthocyanin

Là ph n ch t b t còn l i sau khi cô quay đu i dung môi

3.2 S đ nghiên c u

Tr c khi ti n hành các thí nghi m chính, chúng tôi ti n hành các thí nghi m

s b đ ch n ra các kho ng dao đ ng bi n thiên đ b trí trong các thí nghi m

Trang 36

chính th c Nghiên c u m t s y u t nh h ng đ n quá trình trích ly h p ch t Anthocyanin t h t đ u đen đ c th c hi n theo s đ :

Hình 2.2: S đ các giai đo n nghiên c u quy trình trích ly Anthocyanin

3.3 N i dung nghiên c u

3.3.1 Kh o sát b c sóng h p th c c đ i c a d ch trích Anthocyanin

M c đích thí nghi m: Trong quá trình kh o sát nhóm màu Anthocyanin

c n rút ra nh ng đi u ki n trích ly t i u v th i gian, nhi t đ , dung môi,…làm sao

đ t giá tr OD cao khi đo m t đ quang đ đ c hàm l ng Anthocyanin trong d ch trích cao nh t Vì th vi c đ u tiên c n ph i xác đ nh b c sóng c c đ i c a d ch

trích Anthocyanin t đ u đen

Kh o sát kh n ng kháng khu n

Kh o sát b c sóng h p th c c đ i

ánh giá ch t l ng s n ph m

Anthocyanin thô

Kh o sát nh h ng c a h dung môi

Trang 37

T l nguyên li u (g): dung môi (ml): 2/100

Dung môi: Dung d ch acid citric 0,5%

Ti n hƠnh thí nghi m

Nguyên li u mua v r a s ch,bóc v , cân

Sau đó ngâm nguyên li u vào dung môi – dung d ch citric 0.5% Gi h n

K t qu x lỦ th ng kê s li u b ng ph n m m Statgraphic plus 3.0

Ch tiêu đánh giá: h p th c a d ch trích Anthocyanin

3.3.2 Kh o sát các y u t nh h ng đ n quá trình trích ly Anthocyanin

a Kh o sát nh h ng c a h dung môi đ n kh n ng trích ly Anthocyanin

 Kh o sát s nh h ng c a dung d ch acid đ n quá trình trích ly

M c đích thí nghi m: Tìm lo i acid t i u cho quá trình trích ly

B trí thí nghi m

V đ u: 3,0g

Th i gian trích ly: 2 gi

Trang 38

Nhi t đ trích ly: 400

C

T l nguyên li u: dung môi: 3g /100ml

Dung môi: Thí nghi m đ c ti n hành v i các h dung môi theo b ng:

B ng 2.1: B trí thí nghi m kh o sát nh h ng c a dung d ch acid đ n trích ly

D ch màu thu đ c pha loãng 10 l n r i đem đi u ch nh pH v 1 và 4,5

Ti n hành đo đ h p th v i b c sóng h p th c c đ i theo k t qu thí nghi m 3.3.1

Thí nghi m đ c l p l i 3 l n

Ch tiêu đánh giá: Hàm l ng Anthocyanin đ c tính theo ph l c 2

Ti n hành so sánh hàm l ng Anthocyanin gi a các nghi m th c S li u sau khi thu đ c đem phân tích ph ng sai (ANOVA) và ki m tra s sai khác nh nh t

Trang 39

(Ducan) đ ch n nghi m th c cho hàm l ng Anthocyanin cao nh t và khác bi t

T l nguyên li u: dung môi: 3g /100ml

Dung môi: theo thông s t i u thí nghi m kh o sát nh h ng c a dung

d ch acid đ n quá trình trích ly v i các n ng đ c n b trí theo b ng

Trang 40

Thí nghi m đ c th c hi n theo hình 2.1 m c 3.1

D ch màu thu đ c pha loãng 10 l n r i đem đi u ch nh pH v 1 và 4,5

Ti n hành đo đ h p th v i b c sóng h p th c c đ i theo k t qu thí nghi m 3.3.1

Thí nghi m đ c l p l i 3 l n

Ch tiêu đánh giá: Hàm l ng Anthocyanin đ c tính theo ph l c 2

Ti n hành so sánh hàm l ng Anthocyanin gi a các nghi m th c S li u sau khi thu đ c đem phân tích ph ng sai (ANOVA) và ki m tra s sai khác nh

nh t (Ducan) đ ch n nghi m th c cho hàm l ng Anthocyanin cao nh t và khác

Dung môi: theo thông s t i u thí nghi m 3.3.2 a

T l nguyên li u (g): dung môi (ml): đ c b trí theo b ng sau:

Định dạng
Số trang	88
Dung lượng	1,76 MB