Tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng cho hợp chất phenolics và khả năng chống oxy hóa từ vỏ quả cacao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY HỖ TRỢ VI SĨNG CHO HỢP CHẤT PHENOLICS VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY HÓA TỪ VỎ QUẢ CACAO Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Tặng ThS Trần Văn Vương Sinh viên thực hiện: Phạm Thị Diệu Mã số sinh viên: 56136200 Khánh Hòa - 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY HỖ TRỢ VI SÓNG CHO HỢP CHẤT PHENOLICS VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY HĨA TỪ VỎ QUẢ CACAO GVHD: TS Nguyễn Văn Tặng ThS Trần Văn Vương SVTH: Phạm Thị Diệu MSSV: 56136200 Khánh Hòa, tháng 7/2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Khoa/viện: Công nghệ Thực phẩm PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP (Dùng cho CBHD nộp báo cáo ĐA/KLTN sinh viên) Tên đề tài: Tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng cho hợp chất phenolics khả chống ơxy hóa từ vỏ cacao Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Tặng ThS Trần Văn Vương Sinh viên hướng dẫn: Phạm Thị Diệu MSSV: 56136200 Khóa: 56 Ngành: Cơng nghệ Thực phẩm Lần KT Ngày Ngày kiềm tra: …………… ……… Nội dung Nhận xét GVHD Kiểm tra tiến độ Trưởng BM Đánh giá cơng việc hồn thành:……%: Được tiếp tục: Không tiếp tục: Ký tên …… 10 Nhận xét chung (sau sinh viên hoàn thành ĐA/KL): ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….…… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………….…… ………………………………………………………………………………………… Điểm hình thức:……/10 Điểm tổng kết:………/10 Đồng ý cho sinh viên: Điểm nội dung: ./10 Được bảo vệ: Không bảo vệ: Khánh Hòa, ngày…….tháng…….năm……… Cán hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Sinh viên: Phạm Thị Diệu MSSV: 56136200 Nơi đào tạo: Trường Đại học Nha Trang Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Tặng ThS Trần Văn Vương Tên đồ án tốt nghiệp: “Tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng cho hợp chất phenolics khả chống ơxy hóa từ vỏ cacao.” Nội dung cam đoan: Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn khoa học thầy TS Nguyễn Văn Tặng giúp đỡ tập thể cán Trung tâm TNTH, Trường Đại học Nha Trang Các số liệu kết nêu đồ án hoàn toàn trung thực chưa công bố Các thông tin tham khảo trích dẫn đầy đủ Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm với lời cam đoan Khánh Hòa, ngày 10 tháng 07 năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Diệu i LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn đến Bộ môn Công nghệ Thực phẩm cho phép em thực đề tài Em xin gửi lời cảm ơn Nhà trường thầy cô Khoa Cơng nghệ Thực phẩm nói chung thầy Bộ mơn Cơng nghệ Thực phẩm nói riêng trang bị cho em kiến thức bổ ích chuyên ngành năm học qua giúp em có tảng để thực tốt đề tài Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể cán phòng thí nghiệm Trung tâm Thực hành Thí nghiệm - Trường Đại học Nha Trang, bạn, anh chị làm đề tài tạo điều kiện giúp đỡ em trình thực nghiên cứu Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Văn Tặng thầy ThS Trần Văn Vương dành nhiều thời gian, công sức, tận tụy, tận tình hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu thực đề tài Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, người thân bạn bè tạo điều kiện, động viên khích lệ để em vượt qua khó khăn q trình để hoàn thành tốt đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Phạm Thị Diệu ii TÓM TẮT Mục đích nghiên cứu để tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng nhằm thu hàm lượng hợp chất phenolics cao khả chống ơxy hóa tốt từ vỏ cacao Trong nghiên cứu này, dung môi phù hợp đề xuất sử dụng cho việc dịch chiết phenolics từ vỏ cacao nước Điều kiện tối ưu để chiết phenolics từ vỏ cacao gồm: cơng suất vi sóng X1 = 600W, thời gian bức xạ X2 = s/phút, thời gian trích ly X3= 30 phút, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu X4 = 50 mL/g Ở điều kiện hàm lượng phenolics tổng số thu 10.97 (mg GAE/g mẫu khơ), hiệu suất trích ly phenolics 76.82%, hàm lượng saponin tổng số 7.09 (mg EE/g mẫu khô) khả quét gốc tự DPPH 121.49 (mg DPPH/g mẫu khô) iii MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH HÌNH VẼ vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU viii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu cacao 1.1.1 Đặc điểm phân bố sinh thái cacao 1.1.2 Thành phần hóa học vỏ cacao 1.2 Giới thiệu hoạt chất sinh học 1.2.1 Hợp chất phenolics 1.2.2 Hợp chất saponins 1.3 Q trình ơxy hóa chống ơxy hóa 1.3.1 Q trình ơxy hóa 1.3.2 Chống ôxy hóa 1.3.3 Một số phương pháp phân tích đánh giá hoạt tính chống ơxy hóa a Phương pháp xác định trực tiếp hoạt tính chống ơxy hóa b Phương pháp xác định gián tiếp hoạt tính chống ơxy hóa 1.4 Các phương pháp chiết tách hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học 10 1.4.1 Phương pháp truyền thống 10 1.4.2 Phương pháp đại 11 1.5 Phương pháp tối ưu hóa bề mặt đáp ứng RSM 11 1.5.1 Nguyên tắc 12 1.5.2 Công dụng RSM 12 iv 1.5.3 Ưu, nhược điểm RSM 13 CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .14 2.1 Nguyên liệu 14 2.2 Hóa chất 14 2.3 Thiết kế thí nghiệm tối ưu theo phương pháp bề mặt đáp ứng 14 2.4 Chuẩn bị dịch chiết 17 2.5 Bố trí thí nghiệm tổng quát 17 2.6 Các phương pháp phân tích 17 2.6.1 Xác định độ ẩm dư 17 2.6.2 Hàm lượng phenolics tổng số (TPC) 18 2.6.3 Hiệu suất trích ly phenolics (PEE) 19 2.6.4 Hàm lượng saponin tổng số (SC) .20 2.6.5 Khả quét gốc tự DPPH 21 2.7 Phương pháp xử lý số liệu .21 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 22 3.1 Kết 22 3.1.1 Mơ hình bề mặt đáp ứng 22 3.2 Hàm lượng phenolics tổng số .26 3.2.1 Mối quan hệ TPC dự đoán TPC đo 26 3.2.2 Ảnh hưởng yếu tố độc lập đến hàm lượng phenolics tổng số 26 3.3.1 Mối quan hệ PEE dự đoán PEE đo 28 3.3.2 Ảnh hưởng yếu tố độc lập đến hiệu suất trích ly phenolics 29 3.4 Hàm lượng saponin tổng số (SC) 31 3.4.1 Mối quan hệ SC dự đoán SC đo 31 3.4.2 Ảnh hưởng yếu tố độc lập đến SC 32 3.5 Khả quét gốc tự DPPH 34 3.5.1 Mối quan hệ DPPH dự đoán DPPH đo 34 3.5.2 Ảnh hưởng yếu tố độc lập lên DPPH 35 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 37 4.1 Kết luận .37 v 4.2 Đề xuất ý kiến 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 PHỤ LỤC i PHỤ LỤC i PHỤ LỤC ii PHỤ LỤC iii PHỤ LỤC iii PHỤ LỤC iv PHỤ LỤC iv DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Qủa cacao giống khác .4 Hình 1.2 Thành phần cấu tạo trái cacao vi Hình 1.3 Phân loại cấu trúc hợp chất phenolic Hình 1.5 Phản ứng DPPH chất chống ơxy hóa .10 Hình 2.1 Tổng thể quy trình thử nghiệm nghiên cứu 17 Hình 3.1 Mơ hình dự đốn hàm lượng phenolic tổng số, hiệu suất trích ly phenolic tổng số, hàm lượng saponin tổng số, khả quét gốc tự dịch chiết từ vỏ cacao theo điều kiện tối ưu .25 Hình 3.2 Mối quan hệ TPC dự đốn TPC đo .26 Hình 3.3 Tương tác cơng suất vi sóng thời gian bức xạ mơ hình chiều tiêu TPC .28 Hình 3.4 Mối quan hệ PEE dự đốn PEE đo 29 Hình 3.5 Tương tác cơng suất vi sóng thời gian bức xạ mơ hình chiều tiêu PEE .31 Hình 3.6 Mối quan hệ SC dự đoán SC đo .32 Hình 3.7 Tương tác cơng suất vi sóng thời gian bức xạ mơ hình chiều tiêu SC 34 Hình 3.8 Mối quan hệ DPPH dự đoán DPPH đo .34 Hình 3.9 Tương tác cơng suất vi sóng thời gian bức xạ mơ hình chiều tiêu DPPH 36 vii Trang Wep truy cập a https://vi.wikipedia.org/wiki/Cacao b http://wasi.org.vn/dac-tinh-chat-luong-huong-vi-cua-cac-giong-ca-cao-theobroma- ca-cao-l-tu-nguon-goc-khac-nhau/ c http://bvu.edu.vn/trang-chu1/-/asset_publisher/43LtW5pHHLRj/content/giang- vien-truong-ai-hoc-ba-ria-vung-tau-nghien-cuu-thanh-cong-nghien-cuu-thunghiem-san-xuat-keo-deo-va-nuoc-qua-trong-tu-dich-ep-com-nhay-trai-cacao d https://www.foodnk.com/co-che-qua-trinh-ôxy-hoa-va-chong-ôxy-hoa-thuc- pham.html e http://doc.edu.vn/tai-lieu/luan-van-nghien-cuu-kha-nang-chong-oxi-hoa-cua-mot- so-thuc-vat-tren-mo-ca-basa-10203/ f http://kkhtn.duytan.edu.vn/Home/ArticleDetail/vn/116/1489/phuong-phap-xacdinh-do-am-cua-mau-thuc-pham 41 PHỤ LỤC PHỤ LỤC KẾT QUẢ XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN a Đường chuẩn xác định hàm lượng phenolics tổng số Đường chuẩn acid gallic y = 0.0136x + 0.0503 R² = 0.9999 1.6000 1.4000 1.2000 1.0000 Abs 0.8000 0.6000 0.4000 0.2000 Nồng độ (ppm) 0.0000 20 40 60 80 100 120 Đường chuẩn acid galic b Đường chuẩn xác định hàm lượng saponin tổng số Đường chuẩn escin Abs 2.500 y = 0.0017x + 0.2433 R² = 0.9994 2.000 1.500 1.000 0.500 Nồng độ (ppm) 0.000 200 400 600 Đường chuẩn escin i 800 1000 1200 c Đường chuẩn xác định khả quét gốc tự HPPH Đường chuẩn DPPH Abs y = 0.0006x + 0.0038 R² = 0.9998 1.40 1.20 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 Nồng độ (ppm) 0.00 500 1000 1500 2000 2500 Đường chuẩn DPPH PHỤ LỤC Kết chạy mơ hình Box-Behnken miêu tả ảnh hưởng yếu tố công suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến hàm lượng phenolics tổng số ii PHỤ LỤC Kết chạy mô hình Box-Behnken miêu tả ảnh hưởng yếu tố cơng suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly tỉ lệ dung mơi/ngun liệu đến hiệu suất trích ly phenolics PHỤ LỤC Kết chạy mơ hình Box-Behnken miêu tả ảnh hưởng yếu tố cơng suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly tỉ lệ dung mơi/ngun liệu đến hàm lượng saponin tổng số iii PHỤ LỤC Kết chạy mơ hình Box-Behnken miêu tả ảnh hưởng yếu tố cơng suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly tỉ lệ dung mơi/ngun liệu đến khả quét gốc tự DPPH PHỤ LỤC Kết chạy phần mềm SPSS Hàm lượng phenolics tổng số Test of Homogeneity of Variances TPC Levene df1 df2 Sig 27 56 000 Statistic 4.588 ANOVA TPC iv Sum of df Mean Squares Between Groups Within Groups Total F Sig 20.185 000 Square 180.757 27 6.695 18.573 56 332 199.330 83 Homogeneous Subsets TPC Cacthongso N Subset for alpha = 0.05 Duncana 4.2867 4.7600 10 6.0533 24 6.2967 22 6.3733 26 6.4733 6.6233 6.6233 25 6.8000 6.8000 6.8000 14 6.8633 6.8633 6.8633 6.8633 27 6.9400 6.9400 6.9400 6.9400 11 6.9433 6.9433 6.9433 6.9433 7.6500 7.6500 7.6500 7.6500 7.8133 7.8133 7.8133 17 7.8300 7.8300 7.8300 3 7.8300 7.8300 7.8300 v 15 13 7.8733 7.8733 7.9433 7.9433 7.9667 7.9667 8.0700 18 8.0933 8.1967 23 8.1967 19 8.3400 12 8.5200 16 9.4700 20 9.8800 21 28 Sig 7.8733 9.8800 10.4733 10.4733 10.9700 318 114 059 056 051 131 387 212 295 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Hàm lượng phenolics (mg GAE/g mẫu khô) tổng số a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 Các thông số Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thông số đến hàm lượng phenolics tổng số (Mẫu số 28: Validation) vi Hiệu suất trích ly phenolics Test of Homogeneity of Variances PEE Levene df1 df2 Sig 27 56 001 Statistic 2.659 ANOVA PEE Sum of df Mean Squares Between Groups Within Groups Total F Sig 10.436 000 Square 8856.057 27 328.002 1760.012 56 31.429 10616.069 83 Homogeneous Subsets PEE Cacth N Subset for alpha = 0.05 ongso 30.0833 33.4200 10 42.7300 24 44.2267 Duncana 44.2267 vii 10 11 22 44.7267 44.7267 26 45.4867 45.4867 45.4867 46.4567 46.4567 46.4567 46.4567 25 47.6367 47.6367 47.6367 47.6367 47.6367 14 48.1433 48.1433 48.1433 48.1433 48.1433 27 48.6533 48.6533 48.6533 48.6533 48.6533 11 48.7167 48.7167 48.7167 48.7167 48.7167 53.8033 53.8033 53.8033 53.8033 53.8033 17 54.9867 54.9867 54.9867 54.9867 54.9867 3 55.0867 55.0867 55.0867 55.0867 55.0867 55.1133 55.1133 55.1133 55.1133 55.1133 15 55.1767 55.1767 55.1767 55.1767 55.1767 55.9667 55.9667 55.9667 55.9667 13 56.2633 56.2633 56.2633 56.2633 56.6900 56.6900 56.6900 18 56.8567 56.8567 56.8567 23 57.3267 57.3267 57.3267 57.5167 57.5167 57.5167 19 58.6300 58.6300 12 16 20 59.8833 55.966 56.263 56.690 56.856 57.326 57.516 58.630 59.883 59.88 33 66.316 66.31 67 69.31 00 viii 66.3167 69.3100 69.310 21 28 Sig 73.3200 73.320 76.910 469 276 051 055 051 052 278 058 055 154 122 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Hiệu suất trích ly phenolics (%) a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 Các thông số Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thông số đến hiệu suất trích ly phenolics (Mẫu số 28: Validation) Hàm lượng saponin tổng số Test of Homogeneity of Variances SC Levene df1 df2 Sig 27 56 000 Statistic 3.635 ix ANOVA SC Sum of df Mean Squares Between Groups Within Groups Total F Sig 27.389 000 Square 399.790 27 14.807 30.275 56 541 430.064 83 Homogeneous Subsets SC Cacthongso N Subset for alpha = 0.05 Duncana 2.6340 24 2.7663 27 2.9297 22 3.6470 11 4.6017 4.6017 25 4.8223 4.8223 21 4.9540 5.0587 15 5.1303 5.2357 4 3.6470 5.2357 6.4237 x 6.4237 28 7.0950 7.0950 14 7.3890 7.3890 3 7.5047 7.5047 26 7.9130 7.9130 8.0697 8.0697 10 8.0970 8.0970 12 8.2073 8.2073 8.2073 16 8.3077 8.3077 8.3077 23 8.3620 8.3620 8.3620 20 8.3973 8.3973 8.3973 8.4773 8.4773 8.4773 13 8.9577 8.9577 9.0103 9.0103 18 9.0850 9.0850 19 9.1920 9.1920 17 Sig 9.5747 8.307 8.362 8.397 8.477 8.957 9.010 9.085 9.192 9.574 9.715 129 068 365 053 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 xi 105 057 081 059 051 Hàm lượng saponins (mg EE/g mẫu khô) Các thông số Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng thông số đến hàm lượng saponin tổng số (Mẫu số 28: Validation) Khả quét gốc tự DPPH Test of Homogeneity of Variances DPPH Levene df1 df2 Sig 27 56 011 Statistic 2.068 ANOVA DPPH Sum Squares of df Mean Square xii F Sig Between Groups Within Groups Total 75081.755 27 2780.806 10535.053 56 188.126 85616.808 83 14.782 000 Homogeneous Subsets DPPH Cacthongso N Subset for alpha = 0.05 Duncana 28.9900 27 52.0567 22 56.3400 24 60.8033 61.5800 25 61.9133 15 64.4600 11 65.1800 65.5300 10 95.9033 19 96.5067 103.6933 103.6933 3 108.5433 108.5433 26 112.3200 112.3200 18 113.3400 113.3400 114.1200 114.1200 13 114.6567 114.6567 xiii 23 116.6933 116.6933 28 117.7533 117.7533 120.8300 120.8300 17 124.1267 125.0267 14 125.8633 16 126.2800 20 128.0167 21 128.6167 129.0367 12 129.1567 Sig 1.000 313 066 067 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Hàm lượng DPPH (mg/g mẫu khô) a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 Các thông số Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng thông số đến khả quét gốc tự DPPH (Mẫu số 28: Validation) xiv ... đến khả trích ly hợp chất phenolics hoạt tính chống ơxy hóa từ vỏ cacao Xác định điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng tối ưu cho hợp chất phenolics từ vỏ cacao Ý nghĩa khoa học đề tài: Đề tài tìm điều. .. cứu: Tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng để thu hàm lượng hợp chất phenolics cao khả chống ơxy hóa tốt từ vỏ cacao Nội dung nghiên cứu: Chuẩn bị mẫu khô từ vỏ cacao xác định số tiêu chất. .. BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY HỖ TRỢ VI SĨNG CHO HỢP CHẤT PHENOLICS VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY HÓA TỪ VỎ QUẢ CACAO GVHD: TS Nguyễn Văn Tặng ThS Trần Văn