Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu thu nhận Phlorotannin từ rong mơ (Sargassum) tại Nha Trang và thử nghiệm sử dụng trong đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa (Luận án tiến sĩ)
i MỤC LỤC TRANG MỤC LỤC I DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT III DANH MỤC CÁC BẢNG IV DANH MỤC CÁC HÌNH V MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN 1.1 RONG NÂU 1.2 GIỚI THIỆU VỀ PHLOROTANNIN 1.3 PHƢƠNG PHÁP TÁCH CHIẾT VÀ TINH CHẾ PHLOROTANNIN 12 1.4 CƠ CHẾ CHỐNG OXY HÓA CỦA PHLOROTANNIN 21 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ PHLOROTANNIN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 22 1.6 ỨNG DỤNG SẤY PHUN TẠO BỘT CHỨA HOẠT CHẤT CHỐNG OXY HÓA .26 1.7 KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHLOROTANNIN TRONG ĐỒ UỐNG .27 1.8 GIỚI THIỆU MỘT SỐ QUY TRÌNH SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG .29 1.9 GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT THANH TRÙNG .32 CHƢƠNG II - ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 ĐỐI TƢỢNG 34 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.2.1 Phƣơng pháp phân tích 34 2.2.2 Phƣơng pháp tinh chế 36 2.2.3 Phƣơng pháp đánh giá cảm quan 37 2.2.4 Phƣơng pháp định lƣợng vi sinh vật 38 2.2.5 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 38 2.3 HÓA CHẤT VÀ CÁC THIẾT BỊ CHỦ YẾU ĐÃ SỬ DỤNG 54 i ii 2.4 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 55 CHƢƠNG III - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .56 3.1 NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT PHLOROTANNIN TỪ RONG MƠ S SERRATUM 56 3.1.1 Xác định dung môi chiết rút phlorotannin 56 3.1.2 Xác định nồng độ dung dịch ethanol sử dụng chiết rút phlorotannin 60 3.1.3 Xác định tỷ lệ dung dịch chiết so với nguyên liệu rong 63 3.1.4 Xác định nhiệt độ chiết 66 3.1.5 Xác định thời gian chiết 69 3.1.6 Xác định pH dung dịch chiết 72 3.2 TỐI ƢU HĨA Q TRÌNH TÁCH CHIẾT PHLOROTANNIN THEO PHƢƠNG PHÁP BOX-BEHNKEN 76 3.3 NGHIÊN CỨU CÔ ĐẶC DỊCH CHIẾT PHLOROTANNIN TỪ RONG MƠ S SERRATUM 82 3.4 NGHIÊN CỨU TINH CHẾ PHLOROTANNIN BẰNG KỸ THUẬT TÁCH PHÂN ĐOẠN VÀ SẮC KÝ LỌC GEL SEPHADEX LH 20 84 3.5 THỬ NGHIỆM SẢN XUẤT CHẾ PHẨM PHLOROTANIN TỪ RONG MƠ S SERRATUM BẰNG KỸ THUẬT SẤY PHUN 95 3.6 ĐÁNH GIÁ ĐỘC TÍNH CỦA CHẾ PHẨM PHLOROTANNIN 116 3.7 THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG PHLOROTANNIN TRONG SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG 117 3.8 SẢN XUẤT THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM ĐỒ UỐNG PHLOROTANNIN THEO THỜI GIAN BẢO QUẢN 135 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 143 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO 147 PHỤ LỤC .1 ii iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT AOAC : Hiệp hội hóa học Mỹ BCC : thông xã Vƣơng quốc Liên hiệp Anh Bắc Ireland CQTB : tổng điểm trung bình cảm quan CAGR : tốc độ tăng trƣởng hàng năm DM:NL : dung môi : nguyên liệu DMBA : 2,4-dimethoxybenzaldehyde DPPH : hoạt tính bắt gốc tự DW : khối lƣợng khô EtOAC : ethyl acetate EtOH : ethanol HHP : phƣơng pháp sử dụng áp lực thủy tĩnh cao HPLC : sắc ký lỏng cao áp IFIC : Hiệp hội Thông tin thực phẩm quốc tế NM – NM : nấm men - nấm mốc PVPP : polyvinylpolypyrolidone Phc : hàm lƣợng phlorotannin RP : hoạt tính khử sắt SFE : chiết chất lỏng siêu tới hạn (Supercritical fluid extraction) SC-CO2 : carbon dioxide siêu tới hạn TA : hoạt tính chống oxy hóa tổng TCVN : tiêu chuẩn Việt Nam TPCN : thực phẩm chức UV : tia cực tím (UVC: bƣớc sóng < 280 nm; UVB: 315-280 nm) VSV : vi sinh vật iii iv DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Danh mục loài rong thu mẫu Vịnh Nha Trang Bảng 1.2 Bảng tính chất số dung môi phổ biến 13 Bảng 1.3 Hoạt tính bắt gốc tự số loài rong giới 23 Bảng 1.4 Hoạt tính chống oxh hóa số lồi rong Sargassum 23 Bảng 1.5 Hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết phân đoạn từ loài 25 Bảng 2.1 Hệ số quan trọng tiêu 37 Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm tối ƣu hóa điều kiện chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 45 Bảng 3.1 Thiết kế thí nghiệm biến mã theo mơ hình Box-behnken kết 76 Bảng 3.2 Thí nghiệm lặp lại điểm tối ƣu kết 76 Bảng 3.3 Sự thay đổi số tiêu dịch chiết phlorotannin trƣớc sau cô đặc 82 Bảng 3.4 Tóm tắt q trình tinh phlorotannin 85 Bảng 3.5 Khối lƣợng chuột bạch thí nghiệm sau ngày ni chế độ khác nhau.………… 116 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng tỷ lệ xanthan gum - carrageenan đến CQTB sản phẩm 122 Bảng 3.7 Ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian đồng hóa đến độ màu sản phẩm 127 Bảng 3.8 Ảnh hƣởng điều kiện trùng đến kết kiểm tra vi sinh đồ uống 129 Bảng 3.9 Ảnh hƣởng thời gian trùng đến độ màu sản phẩm 130 Bảng 3.10 Kết kiểm nghiệm cảm quan sản phẩm nƣớc giải khát phlorotannin 135 Bảng 3.11 Kết đánh giá số tiêu chất lƣợng đồ uống 135 Bảng 3.12 Kết phân tích vi sinh kim loại nặng đồ uống theo thời gian điều kiện bảo quản 137 Bảng 3.13 Kết phân tích hàm lƣợng phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa đồ uống theo thời gian điều kiện bảo quản 138 Bảng 3.14 Kết phân tích độ màu đồ uống theo thời gian điều kiện bảo quản 139 Bảng 3.15 Chi phí nguyên vật liệu cho sản phẩm nƣớc giải khát phlorotannin 141 iv v DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Một số cấu trúc phlorotannin Hình 1.2 Tái tổ hợp nhóm acetate 10 Hình 1.3 Sự tạo vòng chuỗi triketide để hình thành phloroglucinol 11 Hình 1.4 Mơ hình phlorotannin liên kết cộng hóa trị với acid alginic màng tế bào tảo nâu 11 Hình 1.5 Một số sản phẩm giàu phlorotannin thị trƣờng giới 28 Hình 1.6 Quy trình chung sản xuất nƣớc giải khát có gaz 29 Hình 1.7 Sơ đồ quy trình sản xuất nƣớc ép khơng chứa gaz 31 Hình 1.8 Sơ đồ quy trình sản xuất nƣớc giải khát pha chế lên men 32 Hình 2.1 Vị trí nghiên cứu mùa vụ sinh trƣởng rong mơ S serratum Nha Trang 31 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 39 Hình 2.5 Khảo sát ảnh hƣởng dung môi phƣơng pháp chiết đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 41 Hình 2.6 Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ dung môi đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 41 Hình 2.7 Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ DM:NL đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 42 Hình 2.8 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 42 Hình 2.9 Khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 43 Hình 10 Khảo sát ảnh hƣởng pH dung môi đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 43 Hình 2.11 Khảo sát ảnh hƣởng số lần chiết đến khả chiết phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 44 Hình 2.12 Bố trí thí nghiệm nhiệt độ đặc dịch chiết chứa phlorotannin với hoạt tính chống oxy hóa 45 v vi Hình 2.13 Bố trí thí nghiệm xác định chất trợ sấy 46 Hình 2.14 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chất trợ sấy 47 Hình 2.15 Bố trí thí nghiệm xác định áp suất bơm 47 Hình 2.16 Bố trí thí nghiệm xác định tốc độ bơm 48 Hình 2.17 Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ đầu vào 48 Hình 2.18 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất nƣớc giải khát phlorotannin 49 Hình 2.19 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đƣờng phối trộn 50 Hình 2.20 Bố trí thí nghiệm xác định ngƣỡng cảm vị đƣờng bổ sung 50 Hình 2.21 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ acid ascorbic acid citric kết hợp đƣợc ƣa thích 51 Hình 2.22 Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ xanthan gum bổ sung 51 Hình 2.23 Bố trí thí nghiệm ngƣỡng cảm quan xanthan gum bổ sung 52 Hình 2.24 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ carrageenan xanthan gum kết hợp đƣợc ƣa thích 52 Hình 2.25 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lƣợng phlorotannin 53 Hình 2.26 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thời gian đồng hóa thích hợp 53 Hình 2.27 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian trùng thích hợp 54 Hình 3.1 Ảnh hƣởng dung mơi phƣơng pháp chiết đến hàm lƣợng phlorotannin hoạt tính chống oxy hóa chất chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 56 Hình 3.2 Ảnh hƣởng dung môi phƣơng pháp chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng chất chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 57 Hình 3.3 Ảnh hƣởng dung mơi phƣơng pháp chiết đến hoạt tính khử sắt chất chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 57 Hình 3.4 Ảnh hƣởng nồng độ dung môi chiết đến hàm lƣợng phlorotannin chiết từ rong mơ S serratum 60 Hình 3.5 Ảnh hƣởng nồng độ dung mơi chiết đến hoạt tính oxy hóa tổng dịch chiết từ rong mơ S serratum 60 Hình 3.6 Ảnh hƣởng nồng độ dung mơi chiết đến hoạt tính khử sắt dịch chiết từ rong mơ S serratum 61 vi vii Hình 3.7 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hàm lƣợng phlorotannin dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 63 Hình 3.8 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu đến hoạt tính chống oxy hóa tổng dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 63 Hình 3.9 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hoạt tính khử sắt dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 64 Hình 3.10 Ảnh hƣởng nhiệt độ chiết đến hàm lƣợng phlorotannin dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 66 Hình 3.11 Ảnh hƣởng nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng dịch chiết phlorotannin thu nhận từ rong mơ S serratum 66 Hình 3.12 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hoạt tính khử sắt dịch chiết phlorotannin thu nhận từ rong mơ S serratum 67 Hình 3.13 Ảnh hƣởng thời gian đến hàm lƣợng phlorotannin thu nhận từ rong mơ S serratum .69 Hình 3.14 Ảnh hƣởng thời gian đến hoạt tính chống oxy hóa tổng dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 69 Hình 3.15 Ảnh hƣởng thời gian chiết đến hoạt tính khử sắt dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 70 Hình 3.16 Ảnh hƣởng pH dung mơi chiết đến hàm lƣợng phlorotannin thu nhận từ rong mơ S serratum 73 Hình 3.17 Ảnh hƣởng pH dung mơi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 73 Hình 3.18 Ảnh hƣởng pH dung mơi chiết đến hoạt tính khử sắt dịch chiết thu nhận từ rong mơ S serratum 73 Hình 3.19 Mơ hình minh họa 3D 77 Hình 3.20 Ảnh hƣởng số lần chiết đến hàm lƣợng phlorotannin dịch chiết 80 Hình 3.21 Ảnh hƣởng số lần chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng dịch chiết 80 Hình 3.22 Ảnh hƣởng số lần chiết đến hoạt tính khử sắt dịch chiết 80 vii viii Hình 3.23 Hàm lƣợng phlorotannin hoạt tính chống oxy hóa phân đoạn dịch đặc dung môi khác 85 Hình 3.24 Sắc ký đồ dịch phlorotannin từ rong mơ S serratum cô đặc qua cột lọc gel Sephadex LH 20, cột 2x25cm, 10ml/phân đoạn 85 Hình 3.25 Dịch chiết ethanol sắc ký mỏng trƣớc phun thuốc thử 88 Hình 3.26 Dịch chiết ethanol sắc ký mỏng sau phun thuốc thử 88 Hình 3.27 Phân đoạn ethyl acetate sắc ký mỏng sau phun thuốc thử 88 Hình 3.28 LC/MS dịch chiết 89 Hình 3.29 LC/MS phân đoạn n-hexan 89 Hình 3.30 LC/MS phân đoạn chloroform 89 Hình 3.31 LC/MS phân đoạn 89 Hình 3.32 LC/MS phân đoạn 89 Hình 3.33 LC/MS phân đoạn nƣớc lại sau 90 Hình 3.34 Sơ đồ quy trình tinh chế phlorotannin từ rong mơ S serratum 93 Hình 3.35 Ảnh hƣởng chất trợ sấy đến hàm lƣợng phlorotannin có chế phẩm sau sấy 95 Hình 3.36 Ảnh hƣởng chất trợ sấy đến hoạt tính chống oxy hóa tổng chế phẩm sau sấy 96 Hình 3.37 Ảnh hƣởng chất trợ sấy đến hoạt tính khử sắt chế phẩm sau sấy 96 Hình 3.38 Ảnh hƣởng tỷ lệ maltodextrin bổ sung đến hàm lƣợng phlorotannin chế phẩm bột phlorotannin sau sấy 99 Hình 3.39 Ảnh hƣởng tỷ lệ maltodextrin bổ sung đến hoạt tính chống oxy hóa tổng chế phẩm bột phlorotannin sau sấy 100 Hình 3.40 Ảnh hƣởng tỷ lệ maltodextrin bổ sung đến hoạt tính khử sắt chế phẩm bột phlorotannin sau sấy 100 Hình 3.41 Ảnh hƣởng tỷ lệ maltodextrin bổ sung đến hoạt tính khử sắt chế phẩm bột phlorotannin sau sấy 100 Hình 3.42 Ảnh hƣởng áp suất bơm đến hàm lƣợng phlorotannin chế phẩm phlorotannin sau sấy 104 viii ix Hình 3.43 Ảnh hƣởng áp suất bơm đến hàm lƣợng phlorotannin chế phẩm phlorotannin sau sấy 104 Hình 3.44 Ảnh hƣởng áp suất bơm đến hoạt tính khử sắt chế phẩm phlorotannin sau sấy 105 Hình 3.45 Ảnh hƣởng áp suất bơm đến hoạt tính bắt gốc tự chế phẩm phlorotannin sau sấy 105 Hình 3.46 Ảnh hƣởng tốc độ bơm nhập liệu tới hàm lƣợng phlorotannin chế phẩm phlorotannin sau sấy phun 107 Hình 3.47 Ảnh hƣởng tốc độ bơm nhập liệu tới hoạt tính chống oxy hóa chế phẩm phlorotannin sau sấy phun 108 Hình 3.48 Ảnh hƣởng tốc độ bơm nhập liệu tới hoạt tính khử sắt chế phẩm phlorotannin sau sấy phun 108 Hình 3.49 Ảnh hƣởng tốc độ bơm nhập liệu tới hoạt tính bắt gốc tự phlorotannin chế phẩm sau sấy phun 108 Hình 3.50 Ảnh hƣởng nhiệt độ đầu vào đến hàm lƣợng phlorotannin bột chế phẩm phlorotannin thu đƣợc sau sấy phun 111 Hình 3.51 Ảnh hƣởng nhiệt độ đầu vào đến hoạt tính chống oxy hóa tổng bột chế phẩm phlorotannin thu đƣợc sau sấy phun 111 Hình 3.52 Ảnh hƣởng nhiệt độ đầu vào đến hoạt tính khử sắt bột chế phẩm phlorotannin thu đƣợc sau sấy phun 111 Hình 3.53 Ảnh hƣởng nhiệt độ đầu vào đến hoạt tính bắt gốc tự bột chế phẩm phlorotannin thu đƣợc sau sấy phun 112 Hình 3.54 Quy trình sấy phun thu nhận bột phlorotannin từ dịch chiết rong mơ S serratum 115 Hình 3.55 Ảnh hƣởng tỷ lệ acid citric đến tổng điểm cảm quan chung 118 Hình 3.56 Ảnh hƣởng tỷ lệ đƣờng bổ sung đến tổng điểm cảm quan chung sản phẩm 119 Hình 3.57 Ảnh hƣởng tỷ lệ hỗn hợp acid citric - acid ascorbic bổ sung đến tổng điểm cảm quan chung sản phẩm 120 ix x Hình 3.59 Ảnh hƣởng tỷ lệ phlorotannin bổ sung đến chất lƣợng cảm quan sản phẩm đồ uống 124 Hình 3.60 Ảnh hƣởng hàm lƣợng phlorotannin bổ sung đến hoạt tính chống oxy hóa sản phẩm đồ uống 124 Hình 3.61 Ảnh hƣởng thời gian đồng hóa đến tổng điểm cảm quan chung sản phẩm 126 Hình 3.62 Ảnh hƣởng nhiệt độ đồng hóa đến tổng điểm cảm quan chung sản phẩm 126 Hình 3.63 Ảnh hƣởng thời gian đồng hóa đến hoạt tính chống oxy hóa sản phẩm 127 Hình 3.64 Ảnh hƣởng nhiệt độ đồng hóa đến hoạt tính chống oxy hóa sản phẩm 128 Hình 3.65 Ảnh hƣởng thời gian trùng đến tổng điểm cảm quan chung sản phẩm đồ uống 129 Hình 3.66 Ảnh hƣởng thời gian trùng đến hoạt tính chống oxy hóa mẫu thí nghiệm 130 Hình 3.67 Sơ đồ quy trình sản xuất nƣớc giải khát phlorotannin 133 x ... nghiên cứu Nghiên cứu thu nhận phlorotannin từ rong mơ Sargassum serratum Nha Trang thử nghiệm sử dụng đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa cần thiết Mục tiêu Luận án: - Nghiên cứu thu nhận phlorotannin. .. có hoạt tính chống oxy hóa từ rong mơ (Sargassum serratum) thu hoạch vùng biển Nha Trang, Khánh Hòa - Thử nghiệm sử dụng phlorotannin đồ uống có hoạt tính chống oxy hóa Nội dung Luận án: 1) Nghiên. .. 3) Nghiên cứu sấy phun để thu nhận bột phlorotannin từ dịch chiết rong mơ S serratum 4) Đánh giá độc tính phlorotannin thu từ rong mơ S serratum 5) Thử nghiệm sử dụng phlorotannin đồ uống có hoạt