Nghiên cứu chiết rút chất chống oxi hóa từ măng tây khô

Xuất phát từ điều kiện thực tế trên cùng với sự hướng dẫn của TS.Vũ Ngọc Bội, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chiết rút chất chống oxi hóa từ măng tây khô” nhằm mục đích tìm ra điều

PHAN THỊ DIỄM LÀI

NGHIÊN CỨU CHIẾT RÚT CHẤT CHỐNG

OXI HÓA TỪ MĂNG TÂY KHÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1: ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang 2: ThS Đỗ Thị Thanh Thủy

KHÁNH HÒA - 2014

PHAN THỊ DIỄM LÀI

NGHIÊN CỨU CHIẾT RÚT CHẤT CHỐNG

OXI HÓA TỪ MĂNG TÂY KHÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Đồ án này

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu trường đại học nha trang, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm, Phòng đào tạo niềm kính trọng, sự tự hào được học tại trường trong những năm qua

Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy TS Vũ Ngọc Bội – Trưởng khoa công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang đã tài trợ kinh phí, tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong quá trình thực hiện đồ án này Xin cảm ơn ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang và ThS Đỗ Thị Thanh Thủy đã cho tôi những lời khuyên quý báu, tận tình giúp đỡ tôi để công trình nghiên cứu hoàn thành có chất lượng

Đặc biệt, xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các thầy cô giáo bộ môn Công nghệ Thực phẩm và tập thể cán bộ trong các Phòng Thí nghiệm – Trung tâm Thực hành Thí nghiệm – Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian tôi thực hiện đồ án này Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và các bạn bè đã tạo điều kiện, động viên khích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN I MỤC LỤC II DANH MỤC CÁC BẢNG V DANH MỤC CÁC HÌNH VI LỜI MỞ ĐẦU VIII

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1

1.1 TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÂY MĂNG TÂY 1

1.1.1 Đặc điểm thực vật [1] 1

1.1.2 Đặc điểm sinh trưởng phát triển [1] 2

1.1.3 Phân loại 3

1.1.4 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của măng tây 8

1.1.5 Các nghiên cứu khoa học về măng tây [17] 11

1.2 QUÁ TRÌNH OXY HÓA VÀ GỐC TỰ DO 15

1.2.1 Quá trình oxy hóa [13] 15

1.2.2 Gốc tự do [13] 15

1.3 CHẤT CHỐNG OXY HÓA 16

1.3.1 Khái niệm chất chống oxy hóa [7] 16

1.3.2 Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa [7] 17

1.3.3 Chất chống oxy hóa trong thực phẩm 17

1.4 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT 24

1.4.1 Khái niệm [6] 24

1.4.2 Các phương pháp tách chiết cơ bản [8] 24

1.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT 26

1.5.1 Kích thước nguyên liệu 26

1.5.2 Dung môi chiết 26

1.5.3 Nồng độ của dung môi và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 27

1.5.4 Thời gian và nhiệt độ chiết 27

1.6 PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 27

1.7 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG (rSM) 30

1.7.1 Nguyên tắc [3, 4, 11] 30

1.7.2 Công dụng của RSM 31

1.7.3 Ưu nhược điểm của RSM 31

CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 33

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 33

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học 33

2.2.2 Bố trí thí nghiệm 34

Quy trình chiết chất chống oxy hóa từ măng tây 35

 Xác định điều kiện thích hợp cho việc chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô 37

 Bố trí thí nghiệm xác định loại dung môi chiết 38

 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ dung môi 40

 Bố trí thí nghiệm xác định loại kích thước nguyên liệu thích hợp 41

 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu thích hợp 43

 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian chiết thích hợp 45

 Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình chiết chất chống oxy hóa từ măng tây theo mô hình 2 mức (Level Factorial Design) 46

2.3 HÓA CHẤT VÀ DỤNG CỤ 51

2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 51

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH

CHIẾT 53

3.1.1 Xác định dung môi chiết 53

3.1.2 Xác định nồng độ dung môi chiết 55

3.1.3 Xác định kích thước nguyên liệu 56

3.1.4 Xác định tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết 58

3.1.5 Xác định thời gian chiết 60

3.1.6 Tối ưu hóa quá trình chiết chất chống oxy hóa từ măng tây theo mô hình 2 mức (Level Factorial Design) 61

3.2 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHIẾT RÚT CHẤT CHỐNG OXY HÓA TỪ MĂNG TÂY KHÔ 68

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 70

1 KẾT LUẬN 70

2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC A

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Điều kiện thí nghiệm cho quá trình chiết 48 Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm 49 Bảng 3.1 Xác định hàm lượng chất chống oxy hóa từ măng tây khô ở các thông

số chiết khác nhau 62 Bảng 3.2 Phân tích ANOVA hàm lượng chất chống oxy hóa theo thông số chiết

đã chọn 63 Bảng 3.2 Kết quả tính bước chuyển động j của các yếu tố 66 Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm tối ưu hóa theo đường dốc nhất 67 Phụ lục 1: Thí nghiệm xác định dung môi chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô A Phụ lục 2: thí nghiệm xác định nồng độ dung môi chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô B Phụ lục 3: Thí nghiệm xác định kích thước nguyên liệu để chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô C Phụ lục 4: Thí nghiệm xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô C Phụ lục 5: Thí nghiệm xác định thời gian chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô D Phụ lục 6: Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa D Phụ lục 7: Tối ưu hóa theo đường dốc nhất E

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cây măng tây 2

Hình 1.2 Ba loại măng tây 4

Hình 1.3 Măng tây xanh 5

Hình 1.4 Măng tây trắng 6

Hình 1.5 Măng tây tím 7

Hình 1.6 Cấu trúc của vitamin A 18

Hình 1.7 Cấu trúc của vitamin C 19

Hình 1.8 Cấu trúc của vitamin E 19

Hình 1.9 Cấu trúc của flavonoid 20

Hình 1.10 Cấu trúc của isoflavone 20

Hình 1.11 Cấu trúc của BHT 21

Hình 1.12 Cấu trúc của BHA 22

Hình 1.13 Cấu trúc của TBHQ 23

Hình 1.14 Thiết bị soxhlet 29

Hình 2.1 Đồ thị đường chuẩn xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng Y = 0.0067x – 0.1053, R2 = 0.9915 34

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát quá trình nghiên cứu Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Sơ đồ quy trình dự kiến tách chiết chất chống oxy hóa từ măng tây 36

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại dung môi chiết 39

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ dung môi 40

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại kích thước nguyên liệu 42

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi 44

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chiết 45

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tối ưu hóa 47 Hình 2.10 Sơ đồ thực nghiệm xác định thông số chiết chất chống oxy hóa từ măng tây 50 Hình 3.1 Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa 54 Hình 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa 55 Hình 3.3 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu tới hàm lượng chất chống oxy hóa của dịch chiết 57 Hình 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới hàm lượng chất chống oxy hóa của dịch chiết 59 Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng chất chống oxy hóa của dịch chiết 60 Hình 3.6 Ảnh hưởng của các yếu tố chiết và tương tác giữa chúng đến hàm lượng chất chống oxi hóa chiết được 65 Hình 3.7 Quy trình đề xuất chiết chất chống oxy hóa từ măng tây khô 68

LỜI MỞ ĐẦU

Những năm gần đây, thế giới đang có xu hướng quay về với hợp chất tự nhiên, ưu tiên sử dụng các hợp chất tự nhiên trong việc bảo vệ và chăm sóc sức khỏe con người Hiện nay, các bệnh ung thư, tim mạch, đau khớp, sự lão hóa sớm, đục thủy tinh thể xuất hiện ngày càng nhiều Vì vậy, nhu cầu sử dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ tự nhiên càng cao

Măng tây là một loại thực phẩm quý giá, có nguồn gốc từ châu Âu, măng tây chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể Hiện măng tây đã được trồng tại Việt Nam và đang dần trở thành loại thực phẩm phổ biến hơn với người tiêu dùng

Ở châu Âu, măng tây được coi là thứ rau "hoàng đế" bởi vì nhiều người

cho rằng ăn măng tây và uống rượu vang là một thứ "thuốc tự nhiên"

Theo Viện Ung thư Quốc gia Mỹ, măng tây chứa nhiều glutathione, một chất chống oxy hóa có khả năng phòng và điều trị bệnh ung thư rất hiệu quả Các nhà nghiên cứu đã tiến hành chữa trị cho nhiều trường hợp và thu lại kết quả rất khả quan

Về dinh dưỡng, măng tây có hàm lượng dinh dưỡng cao Ngoài chất xơ, đạm, glucid, các vitammin K, C, A, pyridoxine (B6), riboflavin (B2), thiamin (B1), acid folid, gần ¼ khối lượng trong 100g măng tây là các chất khoáng cần thiết cho cơ thể con người như: kali, magnê, canxi, sắt, kẽm Với lượng khoáng chất: kali, canxi, magne …dồi dào, măng tây là liều thuốc giải độc tốt cho cơ thể, đồng thời giúp ngăn ngừa những bệnh liên quan đến tiêu hóa như: đau dạ dày, sỏi thận, ung thư bàng quang, đau ruột kết

Xuất phát từ điều kiện thực tế trên cùng với sự hướng dẫn của TS.Vũ Ngọc

Bội, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chiết rút chất chống oxi hóa từ măng tây khô” nhằm mục đích tìm ra điều kiện thích hợp để chiết chất chống oxi hóa từ măng tây, làm cơ sở cho việc ứng dụng sau này

Nội dung nghiên cứu bao gồm:

1) Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình chiết rút các chất chống oxi hóa từ măng tây khô

2) Đề xuất quy trình chiết rút chất chống oxi hóa từ măng tây khô

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 TÌM HIỂU CHUNG VỀ CÂY MĂNG TÂY

Giới (Kingdom): Plantae

Hoa nhỏ, khoảng 6mm, màu vàng-xanh nhạt, hình chuông, mọc thành nhóm 4-6 hoa ở nách lá Cây trổ hoa trong các tháng 7-8 Thông thường có khoảng 50% số cây cho hoa đực, 50% số cây cho hoa cái

Quả nhỏ, tròn, khi chín có màu đỏ, có mang 2-6 hạt màu đen Vỏ hạt rất cứng Trọng lượng 1000 hạt khoảng 20g

Hình 1.1 Cây măng tây 1.1.2 Đặc điểm sinh trưởng phát triển [1]

Măng tây là loại cây trồng lâu năm, được trồng trong các vùng có nhiệt độ trung bình khoảng 250C Tuy nhiên, ngày nay do tiến bộ trong việc chọn giống nên đã tạo được những dòng măng tây xanh, sinh trưởng và phát triển tốt trong những vùng nhiệt đới có nhiệt độ trung bình trong năm cao

Bộ phận thu hoạch của măng tây là măng Trước khi nhú khỏi mặt đất, măng có màu trắng, mềm, khi mọc cao lên chúng biến thành màu xanh và phát sinh cành, cây có thể cao từ 1,5-2m

Măng tây là cây ưa sáng, chúng rất mẫn cảm với đất trồng đất trồng măng tây phải có độ phì cao, tơi xốp, giàu mùn và độ pH từ 6-7 là tốt nhất Để có

măng mềm, ngọt, cần phải cung cấp đủ nước và giữ ẩm cho cây, độ ẩm đất tốt nhất là từ 65-70%

Măng tây được trồng bằng hạt (chủ yếu là hạt lai F1) Thời gian gieo trồng, chăm sóc trong vườn ươm khoảng 2-3 tháng, khi cây cao được 25-30cm đem trồng ở ruộng sản xuất Sau khi trồng, nếu chăm sóc tốt, từ tháng thứ ba cây bắt đầu cho măng Tại các vùng nhiệt đới không có mùa đông, cây sinh trưởng, phát triển quanh năm nên cho năng suất cao Thời gian khai thác kinh tế kéo dài 10-

15 năm Mật độ trồng trung bình từ 20.000-22.000 cây/ha Cây rất ít bị sâu bệnh,

thường có 2 loại bệnh phổ biến như sau: bệnh chết do nấm Fusarium oxysporum

và F.moniliforme và bệnh khô cành, sọc thân do nấm Puccinia Asparagi

Hạt măng tây có thể nảy mầm ở nhiệt độ 200C, nhưng thích hợp nhất là ở nhiệt độ 250C và đây cũng là nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trưởng và phát triển Ngay sau khi nảy mầm, rễ chính rất ngắn bị chết Thay vào đó là một rễ trụ thẳng đứng được tạo thành và có các rễ ngang được hình thành từ rễ trụ Sau

đó trên rễ trụ ở khoảng cách gần mặt đất, trên các đốt của rễ trụ hình thành các mầm thân mới gọi là măng

Cây cho hoa đực thường cho nhiều mầm và sống lâu hơn nên sản lượng cao hơn so với cây cho hoa cái khoảng 25% nhưng chất lượng kém hơn

1.1.3 Phân loại

 Phân loại theo chủng loại gồm có măng tây xanh, măng tây tím, măng tây trắng

Hình 1.2 Ba loại măng tây

 Phân loại khi thu hoạch gồm có loại 1, loại 2, loại 3

 Chủng loại [1]

 Măng tây xanh (Green Asparagus):

Cây Măng tây xanh là một loại cây trồng với mục đích thu hoạch lấy chồi non làm rau thực phẩm dinh dưỡng cao, được du nhập vào nước ta từ những năm 1960 Đến thập niên 1970, nhiều vùng trong nước đã trồng được cây Măng tây xanh để lấy măng như Đông Anh (Hà Nội), Kiến An (Hải Phòng), Đức Trọng (Lâm Đồng), …

Ở nước ngoài, Măng tây xanh là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng được người tiêu dùng sử dụng phổ biến như rau xanh trong bữa ăn hàng ngày, họ còn đóng hộp xuất khẩu đi khắp nơi trên thế giới Thị trường nhập khẩu Măng tây xanh của thế giới hiện nay đã lên đên hàng tram ngàn tấn/năm, và vẫn còn tăng cao thêm mỗi năm, chủ yếu là thị trường các nước châu Âu, Nhật Bản, Thái Lan, Singapore, Australia, Đài Loan, Hàn Quốc,…

Ở các nước láng giềng, tính đến năm 2007 người Thái Lan đã trồng được khoảng 2.000 ha và ở Trung Quốc (các tỉnh Sơn Đông, Sơn Tây, Phúc Kiến, Giang Tô,…) nông dân đã trồng được khoảng 65.000 ha cây Măng tây xanh với sản lượng trên 500.000 tấn măng tươi/năm Để tiếp tục duy trì và phát tiển thêm

sản lượng đang cung cấp cho thị trường xuất khẩu trên thế giới, hiện nay các nước có trồng măng tây xanh vẫn còn đang tiếp tục mở rộng thêm diện tích trồng cây trên đất mới mỗi năm để luân phiên trẻ hóa, thay thế dần dần từng phần các diện tích đát cũ đã trồng cây

Năm 1988, một Việt kiều ở Đức đã mang 600gr giống Măng tây xanh của Hoa Kỳ về trồng ở đất Đà Lạt Nhưng khi cây Măng tây xanh vừa được 2-3 tháng tuổi, người trồng đã cắt những cành lá kim xinh tươi mơn mởn làm kiểng đem bán kèm với hoa hồng và các loại hoa cắt cành để lấy tiền, khiến dự án bị thất bại

Hiện nay, năm 2011 và sau 23 năm cây Măng tây xanh được khuyến khích của Hợp tác xã và của Trung Tâm Khuyến Nông Thành phố Hồ Chí Minh nên được trồng thành công ở nhiều nơi của Việt Nam và giờ đây cây Măng tây xanh

đã trở về được với giá trị thật của nó đang và sẽ mang lại lợi nhuận không nhỏ cho Việt Nam trong tương lai

Hình 1.3 Măng tây xanh

 Măng tây trắng (White Asparagus):

Măng tây trắng trên thế giới từ lâu đã được xem là một món ăn ngon, đặc biệt là ở Châu Âu, giá của Măng tây trắng gấp đôi Măng tây xanh Măng tây trắng thực ra là một dạng của Măng tây xanh được trồng ở Úc Sự khác nhau là

do măng tây trắng được trồng trong bóng tối khi măng tây tiếp xúc với ánh sáng mặt trời sẽ chuyển sang màu hồng và sau đó là màu xanh quen thuộc Lý do chính làm cho giá của Măng tây trắng cao hơn nhiều so với giá của Măng tây xanh là Măng tây trắng có nguồn cung hạn chế và chi phí sản xuất cao

Măng tây trắng có chất lượng cao nên được người tiêu dùng ưa chuộng Ngoài ra, Măng tây trắng cũng cho năng suất cao hơn so với Măng tây xanh nên được các nhà sản xuất ưu ái đầu tư Tuy nhiên kỹ thuật trồng Măng tây trắng lại khó hơn Măng tây xanh nên ở Việt Nam Măng tây trắng chưa được phổ biến Nhưng trong tương lai, với những lợi ích to lớn mà loại cây này mang lại thì việc phát triển nó là một điều dễ dàng

Hình 1.4 Măng tây trắng

 Măng tây tím (Purple Asparagus):

Măng tây tím là một dạng khác của Măng tây xanh và Măng tây trắng màu tím của nó xuất phát từ mức độ cao của anthocyanin (chất chống oxy hóa mạnh) trong các đọt Nó có hàm lượng chất xơ thấp hơn so với Măng tây trắng và Măng tây xanh, làm cho nó mềm hơn và toàn bộ đọt có thể ăn từ gốc cho đến ngọn Măng tây tím ngọt ngào, đột dày hơn so với Măng tây xanh và Măng tây trắng Măng tây tím thường có ở Úc vào tháng 10 và giữa tháng 12

Hình 1.5 Măng tây tím

 Phân loại sau thu hoạch [2]

Đầu bông non ốp sát dính liền thân măng, đường kính thân măng và độ dài chồi măng là các tiêu chuẩn cơ bản phân loại măng tây:

 Măng tây loại 1: đường kính bình quân giữa thân măng >9-12mm, dài 19-21-23cm, không có chân trắng ở gốc măng, cọng măng non mềm và tươi dòn, không có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, không có tạp chất và bùn đất, thân măng thẳng không bị dị dạng cong vẹo, lá đài non (đầu bông) còn ôm sát dính liền thân măng, không trổ tay kéo xơ già hóa, đạt tiêu chuẩn rau sạch an toàn Viet-GAP & Global-GAP

 Măng tây loại 2: đường kính bình quân giữa thân măng >6-9mm, dài 21-23cm, không có chân trắng ở gốc măng, cọng măng non mềm và tươi dòn, không có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, không có tạp chất và bùn đất, thân

19-măng thẳng không bị dị dạng cong vẹo, lá đài non (đầu bông) còn ôm sát dính liền thân măng, không trổ tay kéo xơ già hóa, đạt tiêu chuẩn rau sạch an toàn Viet-GAP & Global-GAP

 Măng tây loại 3: đường kính bình quân giữa thân măng <3-6mm, dài ngắn bất kỳ >17-23cm do bắt buộc phải thu hoạch không để cạnh tranh dinh dưỡng với các chồi măng khác hoặc phát triển thành cây lớn cạnh tranh với các chồi măng khỏe mạnh đang dưỡng làm cây mẹ thay thế Người trồng có thể cung cấp măng loại 3 cho các quán ăn nhỏ lẻ ở địa phương, hoặc sử dụng làm rau tươi trong bữa ăn hàng ngày rất có lợi cho sức khỏe

1.1.4 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của măng tây

 Các chất khác như β-sitosterol, các glycosides loại steroid như

Paragosides từ A đến I, Acid Asparagusic

 Các amino acid có chứa Sulfur như Aspartic Acid, các esters của mercapto-butyric acid, 3-methylthio-isobutyric acid, diiso butyric acid

3-disulfide

 Chồi non chứa:

 Những acid có sulfur như asparagusic, dihydroasparagusic và

S-acetyldihydroasparagusic

 Hợp chất tạo vị đắng khác với các chất có trong rễ: gamma-butyrothetin

α-amino-dimethyl- Flavonoids như rutin, quercetin và kaempferol Trong chủng măng tím còn có sắc tố loại Anthocyanins A1 và A2

 Saponins loại steroid: Yamogenin II

 Các hợp chất khác như asparagine, arginine, tyrosine, sarsapo genin, sitosterol Acid succinic và đường

 Sinh tố và khoáng chất: trong măng tây, hàm lượng sinh tố C, B1, B2 rất

ít, thành phần khoáng tồn tại dưới dạng tro khoáng 0.6% và canxi 21%

 Đường và xenlulose trong măng tây là 1.2% và 2.3% xenlulose sau khi nấu chín đi vào cơ thể có tác dụng nhuận trường, dễ tiêu hóa cho cơ thể

 Măng tây có hàm lượng dinh dưỡng cao, ngoài chất xơ, đạm, gluxid, các vitamin K, C, A, pyridoxine (B6), vidoflavin (B2), thianin (B1), axit folic, gần

¼ khối lượng trong 100g măng tây là các chất khoáng cần thiết cho cơ thể con người như: kali, magie, sắt, kẽm,

 Ứng dụng của măng tây [16]

 Phòng và chữa bệnh tim mạch: Do rất giàu potassium (kali) nên giúp điều hòa huyết áp, do có chứa nhiều folate nên giúp tim khỏe mạnh Măng tây chứa rất nhiều chất xơ nên có thể giải tán đám cholesterol gây phiền nhiễu trong máu Hơn nữa, măng tây có chứa nhiều saponin mà saponin lại có khả năng gắn kết với cholesterol ở đường tiêu hóa ngăn cản cholesterol vào trong máu

 Tốt cho đường ruột: Măng tây chứa một loại carbohydrate có tên inulin, chất này rất quan trọng trong việc tạo điều kiện cho hệ thống ruột hoàn thành tốt chức năng Inulin cũng giúp cho sự tăng trưởng của những vi khuẩn có lợi cho

đường ruột như: Lactobacilli và Bifidobacteria Do có nhiều chất xơ nên măng

 Ngăn ngừa lão hóa: Măng tây có chứa một chất chống oxy hóa gọi là glutathione, có tác dụng bảo vệ da trước tác hại gây ra từ ánh nắng mặt trời

 Ngăn ngừa loãng xương: Măng tây là nguồn dồi dào vitamin K, giúp cho quá trình đông máu nhanh hơn, đồng thời giúp tăng cường sức khỏe của xương

 Giảm cân: Măng tây là một loại thực phẩm thấp calories nên măng tây rất hữu dụng trong “công cuộc”giảm cân

 Tốt cho thai nhi: Do có chứa nhiều folate nên măng tây rất có lợi cho thai phụ, vì folate là loại vitamin cần thiết cần thiết cho việc hình thành ống thần kinh thai nhi, ngăn ngừa dị tật ở thai nhi

 Đẹp da: Măng tây chứa rất nhiều vitamin C và vitamin A Đây là 2 chất kháng oxy hóa hàng đầu bảo vệ da vững vàng trước sự xâm lăng của những gốc

tự do Vitamin C còn giúp cho sự tổng hợp collagen Collagen là một loại protein có tác dụng nâng đỡ da và ngăn ngừa sự lão hóa da

 Ngăn ngừa ung thư: Ung thư và các chứng bệnh có liên quan sẽ được giảm thiểu nếu bạn ăn nhiều măng tây Chất glutathione – một chất chống oxy hóa có khả năng phòng ngừa và điều trị bệnh ung thư – có rất nhiều trong măng tây

Ngoài ra, măng tây có tác dụng thông tiểu, lợi tiểu, điều hòa kinh nguyệt, giảm đau khi phụ nữ đang có kinh

 Tình dục: Măng tây được xem là loại thần dược dành cho nam giới Đây

là loại rau chứa nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, được xem như một loại thuốc kích dục tự nhiên quý giá

 Tuy nhiên, với những người mắc bệnh gout, đây là loại thực phẩm có purin cao nên có thể làm người bệnh đau khớp khi dùng Măng tây, súp lơ, rau bina, và nấm có chứa purin hơn so với các loại rau khác

1.1.5 Các nghiên cứu khoa học về măng tây [17]

 Măng tây và nước tiểu:

Một số người sau khi ăn măng tây khoảng vài giờ, nước tiểu có mùi khai nồng khá đặc biệt (British Journal of Clinical Pharmacology Số 27-1989)

Theo một nghiên cứu công bố trên tập san Xenobiotica Số 17-1987 thì mùi nồng này do sự phối hợp của các hợp chất loại alkyl có chứa 6-sulfur như Methanethiol, dimethyl sulfide, bis-(methylthio)methane, dimethyl sulfoxide và

dimethyl sulfone Trong măng tây các chất này là do từ các tiền chất (precursors) S-methylmethionine và Asparagusic acid Tuy nhiên theo các nhà nghiên cứu khác (Science Số 189-1975) thì mùi nồng này do S-methylthioacrylate và S-methyl 3-(methyl thio) thiopropionate

Trong một nghiên cứu nơi 800 người tình nguyện, có hiện tượng nước tiểu khai nồng sau khi ăn măng, lý do gây ra hiện tượng này được giải thích là do một yếu tố di truyền có tính chủ (Experientia Số 43-1987) Một nghiên cứu khác tại Do Thái nơi 307 người cũng tình nguyện cho thấy khoảng 10 % có khả năng 'ngửi' được mùi khai-nồng từ nước tiểu đã pha thật loãng của những người ăn măng tây, sự kiện này cũng được giải thích là có thể do một yếu tố từ di thể (British Medical Journal Số 28-1980) Đồng thời trong một nghiên cứu khác nơi

19 người tình nguyện, khả năng ngửi và mùi nồng trong nước tiểu, sau khi ăn măng tây, chỉ xảy ra nơi một số người

Một số tác dụng trị liệu của măng tây:

Trong măng tây có Asparagine là một chất lợi tiểu khá tốt, có khả năng phân cắt các sạn từ acid oxalic và acid urid tồn đọng tại bắp thịt và nơi thận để loại ra khỏi cơ thể theo đường tiểu, nên tốt cho người bị sạn thận Aspartic acid, một acid amin trong măng, giúp cơ thể trung hòa được amnonia tránh mệt mỏi Lượng nước và chất sơ giúp nhuận trường, trị được táo bón

Sách “Cây Có Vị Thuốc Ở Việt Nam” của Giáo Sư Phạm Hoàng Hộ tóm lược (trang 610) như sau: Toàn cây bổ, khích dục; lợi tiểu tốt; làm tế bào thận tăng hoạt động (không nên dùng khi viêm thận); trị thống phong, tê thấp; bổ gan, trị vàng da, phục sức cho tim; rễ trị tê thấp, chống ung thư bạch huyết, ung thư vú, cổ tử cung, pancreas (do spirotanol-glucosides và asparagosids C,D); lá chứa rutin Cây còn có khả năng chống nấm, chống đột biến, chống siêu khuẩn, chống nhu thể

Tại Âu Châu, nhất là tại Đức, măng tây được chính thức công nhận là một

vị thuốc Kommision E của Đức cho phép dùng trị liệu trong một số trường hợp cần thiết

Dược thảo (Herb) được định nghĩa là phần mọc khỏi mặt đất của Asparagus officinalis được dùng làm thuốc lợi tiểu

Rễ gồm bộ rễ chùm, đào vào mùa thu, và phơi khô ngoài không khí, có thể gồm cả phần chồi chưa nhô khỏi mặt đất Kommission E chấp thuận cho dùng

để trị nhiễm trùng đường tiểu; trị sạn thận và bàng quang Rễ được dùng trong các trà dược và được chế tạo thành dạng viên nang 170 và 320mg, dạng cao lỏng Liều dùng được định là 800 mg/ ngày

Tại Trung Hoa, rễ được dùng trị ho ngứa cổ, ho ra máu, khô và sưng cổ họng, táo bón Theo Trung dược, rễ măng tây có vị đắng, tính ấm có tác dụng nhuận phế, trấn khái, khử đàm và sát trùng

 Măng tây và ung thư:

Có một số nghiên cứu khoa học về hoạt tính trị ung thư của các cây Asparagus bao gồm măng tây (Asparagus officinalis), và nhất là Thiên môn đông (Asparagus cochinsinensis) và Thiên môn chùm (Asparagus racemosus) Nghiên cứu tại ĐH Dược Khoa Nam Kinh ghi nhận các hoạt chất ly trích từ

rễ (gồm Sarsasapogenins O và các hợp chất loại steroid khác) có hoạt tính diệt bào (cytotoxic) khi thử trên các tế bào ung thư của người thuộc các dòng A2780, HO-8910, Eca-109, MGC-803, CNE, LTEP-a-2, KB và trên tế bào ung thư L1210 nơi chuột (PubMed 187342, trích ngày 5-11-2010)

Một nghiên cứu khác, cũng tại ĐH Nam Kinh ghi nhận Asparanin A, một saponin loại steroid, trích từ rễ măng tây có hoạt tính diệt bào khá mạnh Cơ chế của hoạt tính này được giải thích là Asparanin A gây ngừng chu kỳ sinh trưởng

của tế bào, và khởi động tiến trình tự hủy của tế bào (apoptosis) khi thử nghiệm trên tế bào ung thư gan loại HepG2 nơi người

Nghiên cứu tại Trường Dược, ĐH Illinois, Chicago ghi nhận trong phần chiết từ methanol đọt măng có một số hoạt chất có những hoạt tính ức chế sự hoạt động của các men cyclooxygenase-1 và 2 Hoạt tính mạnh nhất là do linoleic acid (Journal of Agricultural Food Chemistry Sô 21-2004)

Gần đây (tháng 4 /2010) có một bài được phổ biến trên các trang mạng cho rằng ăn măng tây hầm chín có thể trị được ung thư Những nghiên cứu khoa học chưa xác định được kết quả của các sự kiện này Tuy nhiên cần lưu ý là các hoạt chất có khả năng diệt tế bào ung thư của măng lại ở trong rễ và các hoạt tính này mới được thử nghiệm trong ống nghiệm Một bài viết trên Tạp chí Science (1990) của Tiến sĩ Bruce Ames, ĐH California ghi rằng 3 hoạt chất trong thực phẩm có thể giúp cơ thể ngừa sự độc hại gây ung thư của các hóa chất trong môi sinh là các vitamine A, C và Selenium Ông cho biết trong măng tây có cả ba chất này ở một hàm lượng khá cao (The Healing Foods của Patricia Hausman, trang 49) Một số tác giả khác chuyên về dược thảo như J Duke, S Foster cho rằng măng tây có hoạt tính ngừa và trị ung thư là do chứa một lượng khá cao Glutathione (26 mg trong 100 gram măng tươi) Glutathione là một chất chống oxy hóa có thể có vai trò ngừa sự tăng trưởng của tế bào ung thư bằng cách trung hòa sự độc hại của các gốc tự do.Tuy nhiên trong một số nghiên cứu, lượng glutathione muốn có được tác dụng trên các tế bào ung thư gan, vú lên đến 5.3 gram/ ngày (khi chuyển đổi từ lượng dùng nơi thú vật thử nghiệm sang

áp dụng nơi người) nghĩa là phải dùng khoảng 20 kg măng/ ngày để có lượng glutathion cần thiết

 Măng tây và bệnh gan:

Một nghiên cứu tại ĐH Y Khoa Jeju Đại Hàn ghi nhận nước trích từ chồi

và lá măng tây có một số hoạt tính bảo vệ gan gây hư hại bằng ethanol, tetrachloride carbon; làm ngưng sự phát triển của tế bào ung thư gan nơi người loại HepG2; giúp giảm các triệu chứng say xỉn khi uống quá nhiều rượu Điều đáng chú ý là hàm lượng của các hoạt chất ở trong lá (thường bị vứt bỏ) lại cao gấp 2 lần trong chồi (Journal of Food Science Số 74-2009)

1.2 QUÁ TRÌNH OXY HÓA VÀ GỐC TỰ DO

1.2.1 Quá trình oxy hóa [13]

Quá trình oxy hóa là quá trình phản ứng hóa học xảy ra, trong đó electron được chuyển sang chất oxy hóa có khả năng tạo gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật

1.2.2 Gốc tự do [13]

Gốc tự do là các phân tử hóa học có điện tử độc thân không ghép đôi Vì chứa điện tử độc thân nên gốc tự do hoạt động rất mạnh gây ra các tổn thương tế bào, protein, axit nucleic, DNA…

Các gốc tự do rất không ổn định và nhạy cảm Chúng tìm kiếm những electron khác để hình thành một cặp electron mới Các gốc tự do gây hại khi chúng kéo những electron từ tế bào bình thường

Gốc tự do được tạo ra bằng nhiều cách Nó có thể là sản phẩm của những căng thẳng tâm thần, bệnh hoạn thể xác, mệt mỏi, ô nhiễm môi trường, thuốc lá, dược phẩm, tia phóng xạ mặt trời, thực phẩm có chất màu tổng hợp, nước có nhiều chlorine và ngay cả oxygen

Tác hại của gốc tự do:

Đối với sức khỏe con người: Khi cơ thể khỏe mạnh, gốc tự do sản sinh ra

có giói hạn vì bị cân bằng bởi hệ thống chống oxy hóa có sẵn trong cơ thể Khi

hệ thống chống oxy hóa của cơ thể bị suy giảm, số lượng gốc tự do sinh ra ngày

càng tăng, các gốc tự do thúc đảy phản ứng lên ty lạp thể gây tổn thương các phân tử bằng cách làm thay đổi hình dạng, cấu trúc khiến chúng mất khả năng sản xuất năng lượng, gây hủy hoại màng tế bào và cấu trúc di truyền trong nhân

tế bào Gốc tự do là nguyên nhân của nhiều căn bệnh nguy hiểm như ung thư, loét dạ dày, viêm khớp, đẻ non, thiếu máu cục bộ, xơ vữa động mạch, đục thủy tinh thể, bệnh tiểu đường, cao huyết áp không rõ nguyên nhân, Alzheimer, Parkinson và bị lão hóa sớm

Trong lĩnh vực thực phẩm: oxy hóa lipid là mối lo ngại lớn vì nó tạo ra các chất có phân tử lượng thấp như aldehyde, xeton, alcol, alkan, các acid ngắn mạch…dẫn đến sự hình thành màu sắc, mùi vị không mong muốn, làm giảm thời hạn sử dụng của thực phẩm và có khả năng gây độc đối với cơ thể Vì vậy, nghiên cứu chất chống oxy hóa trở thành vấn đề được ngành dược, thực phẩm chức năng cũng như ngành chế biến và bảo quản thực phẩm rất quan tâm

Gốc tự do cũng có một số lợi ích sau: trong điều kiện có kiểm soát, gốc tự

do là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, tạo ra chất màu melamine cần cho thị giác, góp phần tạo ra prostaglandin-có tác dụng ngăn ngừa nhiễm trùng, tăng cường miễn dịch, hỗ trợ quá trình dẫn truyền tín hiệu thần kinh và co duỗi cơ

1.3.1 Khái niệm chất chống oxy hóa [7]

Chất chống oxy hóa là một loại hóa chất giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa chất khác Chất chống oxy hóa giúp ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxi hóa bằng cách oxy hóa chính chúng

Bất kỳ chất nào ngăn ngừa hay làm chậm sự oxy hóa đều được gọi là chất chống oxy hóa

1.3.2 Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hóa [7]

Các chất chống oxy hóa hoạt đọng theo các cơ chế khác nhau, dựa vào cơ chế hoạt động phân loại chất chống oxy hóa thành 2 nhóm là chất chống oxy hóa

sơ cấp và chất chống oxy hóa thứ cấp

 Chất chống oxy hóa sơ cấp

Chất chống oxy hóa sơ cấp hoạt động theo cơ chế pha vỡ chuỗi phản ứng

cơ chế này được giải thích như sau: các gốc tự do có chứa điện tử độc thân chưa ghép đôi nên hoạt động kích hoạt sự oxy hóa Khi quá trình oxy hóa xảy ra lại tạo thành các gốc tự do và tiếp tục tham gia kích hoạt làm cho quá trình oxy hóa diễn ra ngày càng mãnh liệt hơn Những hợp chất có khả năng nhường nguyên

tử hydro làm trung hòa gốc tự do và nhờ nó làm chậm hoặc ngăn chặn quá trình oxy hóa được gọi là chất chống oxy hóa Các phản ứng xảy ra như sau:

R•+ AH →RH + A•

RO•+ AH →ROH + A•

ROO•+ AH →ROOH + A•

1.3.3 Chất chống oxy hóa trong thực phẩm

Chất chống oxy hóa trong thực phẩm bao gồm hai nhóm chính:

 Chất chống oxy hóa tự nhiên: chất được tách chiết từ nguyên liệu tự nhiên hay được chuyển hóa bằng con đường sinh học như sử dụng tế bào của chính nó hoặc sử dụng enzyme Một số chất chống oxy hóa được thu nhận từ tự nhiên như retinoid (vitamin A), α-tocopherol (vitamin E), acid ascorbic (vitamin C), polyphenol, carotenoid, peptide, acid amin, saccharide, selenium,…

 Chất chống oxy hóa tổng hợp: chất được tạo thành bằng con đường hóa học Một số chất chống oxy hóa tổng hợp được sử dụng rộng rãi như butylated hydrotolene (BHT), butalated hydroanisole (BHA), propyl gallate (PG), ethoxyquin, nordihydroguai acetic acid (NDGA), 2,4,5-trihydroybutyrophenone (THBP), octylgallate (OG), tertiary butyl hydroquinone (TBQH)

 Chất chống oxy hóa tự nhiên[7]

 Vitamin A: Vitamin A là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho con người

Nó không tồn tại dưới dạng một hợp chất duy nhất, mà dưới một vài dạng

Tất cả các dạng vitamin A đều có vòng Beta-ionon và gắn vào nó là chuỗi isoprenoit Cấu trúc này là thiết yếu cho độ hoạt động sinh hóa của vitamin

Hình 1.6 Cấu trúc của vitamin A

 Vitamin C: đây là chất chống oxy hóa có trong huyết tương, nó khử gốc

tự do và không cho gốc tự do xâm nhập vào các phân tử cholesterol Ngăn ngừa không cho gốc tự do xâm nhập qua màng tế bào, giúp mau lành vết thương, kích thích sản xuất kháng thể Vitamin C có nhiều trong cam, dâu, ớt xanh, cà chua,

quýt và dễ bị phân hủy khi gia nhiệt nên ăn sống các loại thực phẩm thì có tác dụng tốt hơn

Hình 1.7 Cấu trúc của vitamin C

 Vitamin E: có vai trò là chất chống oxy hóa thông qua việc loại trừ sự oxy hóa lipit và sự xuất hiện các gốc tự do làm phân hủy các acid béo chưa bão hòa Các thực phẩm giàu vitamin E như đậu xanh, xà lách, lạc, lúa mì, ngô, cà rốt, trúng gà, thịt bò, cá mè,…

Hình 1.8 Cấu trúc của vitamin E

 Flavonoid: Các chất chống oxy hóa này đóng một vai trò quan trọng

trong việc tăng cường sức khỏe tâm thần khi có tuổi tác Hoa quả và trái cây có múi như cam là một nguồn phong phú của chất flavonoid

Hình 1.9 Cấu trúc của flavonoid

 Isoflavone: Chất chống oxy hóa này có tác dụng đáng kể trong việc ngăn

chặn các bệnh Nó có nhiều trong đậu nành Isoflavone không chỉ làm giảm đáng kể nguy cơ ung thư dài hạn mà còn giúp giảm bớt các triệu chứng mãn kinh và cải thiện sức khỏe của xương

Hình 1.10 Cấu trúc của isoflavone

 Carotenoic: β-caroten trong nhóm carotenoic là tiền chất của vitamin A khi vào cơ thể thì được hấp thụ chuyển hóa thành vitamin A β-caroten có nhiều trong các loại rau quả như: cà rốt, cà chua, dưa hấu, bí ngô, rau ngót, rau đay, cần tây, rau dền, rau hung, đu đủ chín, quýt…

 Peptide: là một chuỗi các axit amin tương tự như protein nhưng ngắn hơn Peptide được chiết xuất từ các axit amin tự nhiên làm kích thích sản xuất collagen và tăng tác dụng chống oxy hóa Trong cơ thể động vật, thực vật và các sinh vật khác đều tồn tại một hợp chất có bản chất peptide làm nhiệm vụ bảo vệ

là lectin Vì có khả năng liên kết đường ruột một cách đặc biệt và chọn lọc nên lectin có thể kết tủa các tác nhân tế bào lạ có cấu trúc đường xâm nhập vào cơ thể để bảo vệ cơ thể

 Selen: selen có nhiều trong cá biển và lòng đỏ trứng, dầu oliu, gan động vật, hạt ngũ cốc nguyên hạt và nấm ăn Selen ngoài tác dụng hoạt hóa vitamin E còn có mặt trong một số enzyme dọn sạch lipo-peroxyde ngăn cản sự sản sinh các gốc tự do thứ cấp

 Chất chống oxy hóa tổng hợp [7]

Các chất chống oxy hoá tổng hợp phải thoả mãn các yêu cầu sau:

− Không độc

− Có hoạt tính chống oxy hoá cao ở nồng độ thấp

− Có thể tập trung được trên bề mặt pha dầu

− Bền trong các điều kiện kỹ thuật của quá trình chế biến thực phẩm

Các chất chống oxy hóa tổng hợp thường được sử dụng là: BHT (Butylated hydroxytoluen), BHA (Butylate hydroxyanisole), tocopherol tổng hợp, TBHQ (Tertbutyl hydroquinone), dodecyl gallate, propyl gallate, ascorbyl palmitate,…

 BHT (Butylated hydroxytoluen)

Hình 1.11 Cấu trúc của BHT

 Còn được gọi là 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene; ditertbutylphenol; 2,6-di-tert-butyl-para-cresol BHT được tạo thành phản ứng của p-cresol (4-methylphenol) với isobutylen (2-methylpropene) xúc tác bởi acid sulfuric

methyl- Công thức phân tử: C15H24O

 Bột màu trắng

BHT ngăn ngừa oxy hóa chất béo Nó được sử dụng để bảo quản thực phẩm có mùi, màu sắc và hương vị Nhiều vật liệu đóng gói kết hợp BHT

Nó cũng được bổ sung trực tiếp để rút ngắn, ngũ cốc, và các loại thực phẩm khác có chứa chất béo và dầu

 BHA (Butylate hydroxyanisole)

Hình 1.12 Cấu trúc của BHA

• BHA là một hỗn hợp của các đồng phân 3 -tert-butyl-4-hydroxyanisole

và 2 -tert-butyl-4-hydroxyanisole

• Công thức phân tử C11H16O2

• Màu trắng hoặc hơi vàng

• Mùi thơm đặc trưng

• BHA thường được sử dụng để giữ chất béo khỏi bị ôi

• BHA được tìm thấy trong bơ, thịt, ngũ cốc, kẹo cao su, đồ nướng, thực phẩm snack, khoai tây khử nước, và bia Nó cũng được tìm thấy trong thức ăn động vật, bao bì thực phẩm, mỹ phẩm, sản phẩm cao su, và các sản phẩm dầu khí

 TBHQ (Tertbutyl hydroquinone)

Hình 1.13 Cấu trúc của TBHQ

• TBHQ là một chất chống oxy hóa được dùng rộng rãi trong thực phẩm, mỹ phẩm, cao su, đặc biệt là trong bảo quản các loại dầu và chất béo

Nó còn được sử dụng như một chất ổn định để hạn chế sự trùng hợp tự động của các peroxit hữu cơ

• TBHQ là một tinh thể rắn màu trắng có mùi đặc trưng, không tan trong nước nhưng hòa tan trong rượu và ete

Các chất hỗ trợ chống oxy hóa: Những chất có khả năng tăng cường hoạt tính chống oxy hóa gọi là chất hỗ trợ chống oxy hóa Các chất này có thể cô lập hay loại bỏ các ion kim loại nặng, giúp ngăn chặn quá trình oxy hóa chất béo: hoặc chúng có thể hoạt động như các tác nhân khử giúp khôi phục hoạt tính của cá chất chống oxy hóa

 Những nguồn tốt nhất của chất chống oxy hóa 14]

Cà chua: Cà chua, giàu chất chống oxy hóa, giúp tăng cường chức năng

miễn dịch Màu đỏ của cà chua là do chất lycopene - một chất chống oxy hóa tạo

ra Chất chống oxy hóa trong cà chhua còn có thể đóng một vai trò quan trọng trong phòng chống ung thư tuyến tiền liệt

Bông cải xanh: Loại rau lá xanh này rất giàu dinh dưỡng thực vật, giúp bảo

vệ sức khỏe của bạn khỏi nhiều bệnh

Tỏi: Ngoài tác dụng tăng cường hương vị cho món ăn, tỏi là một trong

những thực phẩm chứa nhiều chất chống oxy hóa và có thể làm giảm đáng kể nguy cơ ung thư

Trà xanh: Chất chống oxy hóa được chủ yếu được tìm thấy trong trà xanh

được gọi là catechin Chất này có thể làm giảm huyết áp cao, cholesterol cao và chống lại các bệnh do vi khuẩn gây ra

Các loại quả mọng: Các loại quả mọng , đặc biệt là quả việt quất và dâu

tây, được đánh giá cao trong số những loại thực phẩm giàu chất chống oxy hóa, nhất là vitamin C Bạn có thể thêm chúng vào bữa sáng để tăng cường sức khỏe cho mình

1.4 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT

1.4.1 Khái niệm [6]

Quá trình tách chiết còn gọi là trích ly là dùng những dung môi hữu cơ hòa tan các chất khác, sau khi hóa tan, ta được hỗn hợp gồm dung môi và chất cần tách, đem hỗn hợp này tách dung môi ta sẽ thu được chất cần chiết

1.4.2 Các phương pháp tách chiết cơ bản [8]

- Phương pháp ngâm chiết: dùng để tách một hoặc nhiều cấu tử ra khỏi nguyên liệu bằng cách ngâm nguyên liệu vào một dung môi thích hợp để hoà tan cấu tử định tách trước khi chiết

- Phương pháp soxhlet: dùng thiết bị soxhlet Soxhlet dựa trên nguyên tắc hóa hơi ( dung môi) theo ống dẫn lên gặp hệ thống làm lạnh rồi ngưng tụ xuống trụ chiết, hòa tan chất (tan được trong dung môi không phân cực) như sắc tố; vitamin nhóm A, D, E, K, Q; lipid sau đó có ống dẫn bên thành trụ chiết hình chữ U ngược hoạt động theo nguyên tắc trên lệch áp suất để về bình cầu khi mực trong trụ vượt mức này

- Phương pháp đun hoàn lưu: Sự đun hồi lưu (hay còn gọi là hoàn lưu) là sự chuyển chất trở lại môi trường phản ứng thông qua hệ thống ngưng tụ, cơ sở của phương pháp là sự tách các chất có nhiệt độ sôi khác nhau ra khỏi hỗn hợp của chúng

- Phương pháp lôi cuốn hơi nước: dựa trên nguyên lý của quá trình chưng cất 1 hỗn hợp không tan lẫn vào nhau Khi hỗn hợp này được gia nhiệt, các chất trong hỗn hợp bay hơi Nếu áp suất của chúng bằng nhau và bằng với áp suất của môi trường thì hỗn hợp sôi Ta thu được chất cần chiết cùng với nước

- Phương pháp dùng năng lượng vi sóng: Vi sóng các sóng cực ngắn hay còn gọi là sóng vi ba có bước sóng từ 1 mm đến 1m Năng lượng của vi sóng là năng lượng điện từ Tần số của vi sóng thường được sử dụng là 915 MHz, 2450 MHz, 5800 MHz, và 22125 MHz Tần số 2450 MHz (tương đương bước sóng 12,2 cm) được sử dụng nhiều nhất trong các thiết bị dân dụng và các thiết bị chuẩn bị mẫu cho phân tích

Năng lượng vi sóng được phát ra từ một nguồn phát sóng điện từ Bản chất của vi sóng là sóng điện từ gồm hai yếu tố : yếu tố từ trường B và yếu tố điện trường E Quá trình chuyển hoá năng lượng điện từ thành năng lượng nhiệt bao gồm hai cơ chế:

+ Cơ chế chuyển dẫn ion

+ Cơ chế quay cực phân tử

Sự đốt nóng bằng kỹ thuật vi sóng dựa trên sự hấp thụ trực tiếp năng lượng

vi sóng của mẫu, do vậy các hiện tượng như dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt chỉ đóng vai trò thứ yếu trong quá trình cân bằng nhiệt

So sánh với một số phương pháp chiết thông thường ( nghiền, ngâm) phương pháp chiết bằng năng lượng vi sóng có một số ưu điểm sau:

+ Thời gian chiết nhanh

+ Hiệu suất chiết cao hơn so với một số phương pháp chiết thông thường + Thiết bị dễ sử dụng, an toàn và bảo vệ môi trường

- Phương pháp CO2 ở trạng thái siêu tới hạn (SCO2): khi CO2 được đưa lên nhiệt độ, áp suất cao hơn nhiệt độ, áp suất tới hạn của nó (trên TC = 310C, PC = 73,8 bar), CO2 sẽ chuyển sang trạng thái siêu tới hạn Tại trạng thái này, CO2 mang 2 đặc tính: đặc tính phân tách của quá trình trích ly và đặc tính phân tách của quá trình chưng cất Nó có khả năng hòa tan rất tốt các đối tượng cần tách ra khỏi mẫu ở 3 dạng rắn, lỏng, khí Sau quá trình chiết, để thu hồi sản phẩm chỉ cần giảm áp suất thấp hơn áp suất tới hạn thì CO2 chuyển sang dạng khí ra ngoài, còn sản phẩm được thoát ra ở bình hứng

1.5 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI QUÁ TRÌNH TÁCH

CHIẾT

1.5.1 Kích thước nguyên liệu

- Mức độ cấu trúc tế bào càng nhỏ thì sự tiếp xúc giữa các chất cần chiết và dung môi càng tăng nên rút ngắn thời gian chiết và chiết triệt để hơn

- Kích thước càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi càng tăng, hiệu suất chiết tăng Tuy nhiên cũng chỉ nên nhỏ ở mức nhất định vì quá nhỏ nguyên liệu sẽ dễ bị vón lại, các hạt mịn lắng đọng trên nguyên liệu Mặt khác, liệu quá nhỏ sẽ làm cho dung môi khó tiếp xúc với nguyên liệu, nguyên liệu có thể bị cuốn vào dịch chiết gây khó khăn cho quá trình xử lý dịch chiết sau chiết

1.5.2 Dung môi chiết

Dung môi có vai trò quan trọng trong quá trình chiết chất chống oxy hóa

Độ phân cực của dung môi sẽ ảnh hưởng đến độ hòa tan của các hợp chất chống oxy hóa vào dung môi

Dung môi chiết cần thỏa mãn các điều kiện sau:

 Hòa tan chất cần chiết ở bất kỳ tỷ lệ nào

 Có nhiệt độ sôi thấp để dễ dàng tách dung môi ra khỏi dịch chiết

 Có thành phần hóa học ổn định, không phản ứng phụ với nguyên liệu

 Không độc hại, không ảnh hưởng tới sức khỏe và chất lượng sản phẩm

 Khó cháy nổ, an toàn cho quá trình sản xuất

 Không ăn mòn thiết bị

 Rẻ tiền, dễ kiếm, an toàn cho quá trình sản xuất

Tuy nhiên, hiện nay chưa có dung môi nào đáp ứng đầy đủ tất cả các điều kiện trên Do đó, tùy trường hợp chiết cụ thể để chọn dung môi cho phù hợp

1.5.3 Nồng độ của dung môi và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu

Nồng độ của dung môi ảnh hưởng đến quá trình khuếch tán các phân tử chất cần chiết Nếu quá trình khuếch tán các phân tử chất cần chiết càng mạnh thì hiệu suất chiết càng cao

Tỉ lệ dung môi/nguyên liệu phải hợp lý để quá trình chiết đạt hiệu suất cao nhất

1.5.4 Thời gian và nhiệt độ chiết

 Thời gian càng dài thì lượng chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải

có giới hạn Khi đạt được mức độ trích ly cao nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế

 Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, do đó, phân tử chất hòa tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi Tuy nhiên, nhiệt độ tăng có giới hạn, vì nhiệt độ quá cao có thể sẽ phân hủy phân tử cần chiết và gây khó khăn cho quá trình công nghệ

1.6 PHƯƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN

Đồ án sử dụng 2 phương pháp chiết:

 Dùng phương pháp ngâm chiết

Mẫu nguyên liệu được ngâm trong dung môi với nồng độ dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian, nhiệt độ cụ thể để trích ly các chất hòa tan trong dung môi và thu được chất cần chiết

 Dùng phương pháp soxhlet [5]

Sử dụng phương pháp chiết dung môi để xác định các thành phần khác nhau trong các mẫu môi trường, công nghiệp, nông nghiệp, chiết soxhlet là kỹ thuật phân tích được sử dụng rộng rãi Có thể được thay đổi một chút trong một

số trường hợp để tăng nhiệt độ dung môi tiếp xúc với hỗn hợp cần chiết để giảm thời gian chiết

Chiết soxhlet là quá trình chiết hồi lưu bằng các dung môi hữu cơ như ether ethylic, aceton, dichlormethane

Hệ thống máy soxhlet gồm 3 bộ phận chính được nối với nhau là: bình cầu chứa đựng dung môi được đặt trong bể điều nhiệt; bộ phận ở giữa là xiphong chứa mẫu nguyên liệu; trên cùng là ống sinh hàn

Hình 1.14 Thiết bị soxhlet

Cách tiến hành: Mẫu được cho vào túi và để vào ống xiphong Sau đó cho dung môi vào Dung môi sẽ thấm ướt nguyên liệu rồi chạy xuống bình cầu theo ống thông nhau Lưu ý để dung môi vào bình cầu không quá 2/3 thể tích bình Lúc này mở nước chảy hoàn lưu Hơi dung môi bốc lên gặp lạnh hơi sẽ bị ngưng

tụ và rơi xuống Khi dung môi ngưng tụ đến mức cao nhất thì toàn bộ dung môi

bị rút hết xuống bình cầu Các chất được rút xuống nằm lại tại đó và chỉ có dung môi bay hơi lên tiếp để tiếp tục quá trình chiết sau khi hoàn tất, đuổi dung môi

ta thu được dịch chiết ở bình cầu

Ưu điểm:

 Thiết bị đơn giản

 Hiệu suất chiết cao

 Sử dụng ít dung môi

 Thu hồi được dung môi