Trích ly CO2 siêu tới hạn dầu hạt neem để ứng dụng trong bảo quản hạt bắp

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG - HCM VÀ TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Hữu Hiếu TS Nguyễn Huỳnh Bạch Sơn Long Cán chấm nhận xét 1: TS Phan Thế Đồng Cán chấm nhận xét 2: TS Lê Minh Hùng Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 04 tháng 01 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS.TS Lê Thị Kim Phụng TS Phan Thế Đồng TS Lê Minh Hùng TS Phan Ngọc Hòa TS Trần Thị Ngọc Yên Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Trần Thị Lệ Quyên MSHV: 13111025 Ngày sinh: 29/09/1988 Nơi sinh: Bình Định Chun ngành: Cơng Nghệ Thực Phẩm Mã số: 60540101 I Tên đề tài TRÍCH LY CO2 SIÊU TỚI HẠN DẦU HẠT NEEM ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN HẠT BẮP II Nhiệm vụ nội dung - Tổng quan về: neem, thành phần dầu neem, ứng dụng dầu neem, khả kháng khuẩn dầu neem, phương pháp trích ly dầu neem, kỹ thuật trích ly lưu chất siêu tới hạn - Trích ly dầu neem từ hạt bằng: phương pháp Soxhlet dùng dung môi: etanol, hỗn hợp hexan - etanol; lưu chất co2 siêu tới hạn (có không sử dụng đồng dung môi etanol) - So sánh tỷ lệ thu hồi dầu từ phương pháp - Phân tích đánh giá số hóa lí (axit, peroxit, iot xà phòng) sản phẩm dầu thu dầu thương mại - Phân tích so sánh thành phần axit béo dầu thu từ phương pháp trích ly dầu thương mại - Khảo sát khả kháng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm men nấm mốc) dầu neem trích CO2 siêu tới hạn - Thử nghiệm khả ức chế Aspergillus flavus dầu neem trích co2 siêu tới hạn bảo quản hạt bắp III Ngày giao nhiệm vụ 06/07/2015 IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ 04/12/2015 V Cán hướng dẫn TS Nguyễn Hữu Hiếu TS Nguyễn Huỳnh Bạch Sơn Long Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 01 năm 2016 Cán hướng dẫn Chủ nhiệm môn Trưởng Khoa Kỹ Thuật Hóa Học LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đen Thầy TS Nguyễn Hữu Hiếu TS Nguyễn Huỳnh Bạch Sơn Long, người tận tình hướng dẫn tơi ttong suốt q trình thực luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thành viên gia đình tơi, người tạo điều kiện vật chất, đồng thời ủng hộ hết lòng mặt tinh thần cho ừong suốt thời gian thực luận vãn Tôi xin ttân ừọng cảm ơn tập thể quý thầy, cô thuộc Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Đại học Bách Khoa Tp HCM quý thầy cô Trường Cao đẳng Nghề Tp HCM, người nhiệt tình hỗ ừợ chúng tơi hóa chất thiết bị cần thiết, nhờ chúng tơi tiến hành tốt nhiệm vụ nghiên cứu ừong luận văn Sau cùng, xin cảm ơn anh, chị bạn học phòng thí nghiệm cơng nghệ thực phẩm, người bạn đồng hành ừong thời gian thực luận vãn cao học trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Tp Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 01 năm 2016 Học viên thực TRẦN THỊ LỆ QUYÊN ii ABSTRACT The subject entitled: “Study the neem oil exhaction by supercritical co2 using in the preservation of grain corn" was conducted at the Microbiology laboratory of University of Technology, Vietnam National University HCMC and Vocational Training College City HCM from March 2015 to December 2015 The objectives of this study: neem oil exttacted from the seeds by solvent: ethanol, mixed hexane - ethanol, co2 supercritical not use the solvent and supercritical co2 using ethanol cosolvent; evaluate the animicrobial properties of neem extract including bacteria, yeast and molds, and the potential application in preservation of seeds The disc diffusion test and the determination of minimum inhibitory concenttation (MIC) were used to evaluate the antimicrobial properties of neem extract Extraction efficiency of oil extracted from the mixture of etanol - hexane is the largest (48.06%), neem oil exttaction with supercritical co2 is lowest (43.38%) but quality neem oil exhaction with supercritical co2 is the best The results indicated that the neem exhact could inhibit all of the microbial strains studied The MIC values for the strains tested varied from 200 - 1600 ppm Yeast, molds and Gram (+) bacteria had the lower MIC values than those of Gram (-) bacteria At the concentration of 600 ppm the neem extract can inhibit the development of Aspergillus flavus on com and this inhibiting activity was stable during 10 weeks of preservation In summary, the neem exhact could be considered as an antimicrobial agent with relatively low MIC value This exhact has a high potential application in the preservation of dried nuts such as grain com iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài “Trích ly co2 siêu tới hạn dầu hạt neem để ứng dụng làm chất bảo quản hạt bắp” thực Phòng thí nghiệm Trọng điểm Cơng nghệ hóa học Dầu khí, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Tp HCM Phòng thí nghiệm Vi Sinh Trường Cao Đẳng Nghề Tp HCM thời gian từ tháng 03/2015 đến tháng 12/2015 với mục tiêu: trích ly dầu neem từ hạt dung môi: etanol, hỗn hợp hexan - etanol, co2 siêu tới hạn có khơng sử dụng đồng dung mơi etanol; bước đầu khảo sát khả kháng vi sinh vật bao gồm: vi khuẩn, nấm men nấm mốc dầu neem; đồng thời khảo sát khả ứng dụng dầu neem ừong bảo quản hạt bắp Phương pháp khuếch tán đĩa giấy phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu MIC sử dụng để đánh giá định tính định lượng cho tính chất kháng vi sinh vật dầu neem Tỷ lệ dầu thu từ trích ly hỗn hợp etanol - hexan lớn (48,06%), trích ly dung mơi co2 siêu tới hạn có tỷ lệ thu hồi dầu thấp (43,33%) có chất lượng dầu tốt Ket cho thấy dầu neem có khả kháng chủng vi sinh thử nghiệm Nồng độ MIC chủng thử nghiệm thay đổi từ 200 ppm đến 1600 ppm tíong nấm men, nấm mốc nhóm vi khuẩn Gram (+) có giá trị MIC thấp so với nhóm vi khuẩn Gram (-) Ở nồng độ 600 ppm dịch chiết neem ức nấm mốc Aspergillus flavus hạt bắp hoạt lực dầu neem không bị suy giảm ttong 10 tuần thử nghiệm Tóm lại dầu hạt neem có khả kháng khuẩn, kháng nấm tốt với giá trị MIC tương đối thấp có khả ứng dụng bảo quản hạt bắp LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận vãn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tác giả luận văn Trần Thị Lệ Quyên MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i ABSTRACT ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC V DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xi CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan neem 2.1.1 Phân loại 2.1.2 Công dụng neem 2.1.3 Các hoạt chất sinh học trích ly từ neem 2.1.4 Tình hình nghiên cứu neem 2.2 Cây bắp 11 2.2.1 Cấu tạo hạt bắp 11 2.2.2 Thành phần hóa học 13 2.2.3 Bảo quản hạt bắp 14 2.3 Các phương pháp trích ly dầu neem 15 2.3.1 Phương pháp ép học 15 2.3.2 Phương pháp trích ly dung môi hữu 15 2.3.3 Phương pháp trích ly dungmơi siêu tới hạn 16 2.4 Phương pháp trích ly dung mơi siêu tới hạn 16 2.4.1 Định nghĩa 16 vi 2.4.2 Sơ đồ thiết bị 19 2.4.3 Nguyên tắc hoạt động 19 2.4.4 ưu-nhược điểm 20 2.4.5 ứng dụng 21 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 3.1 Thời gian địa điểm thực đề tài 22 3.2 Nguyên liệu hóa chất 22 3.3 Thiết bị dụng cụ 24 3.4 Mục tiêu nghiên cứu 24 3.5 Nội dung nghiên cứu 25 3.6 Trích ly dầu neem 26 3.6.1 Trích ly dầu neem phương pháp Soxhlet 26 3.6.2 Trích ly dung mơi co2 siêu tới hạn 26 3.7 Tỷ lệ thu hồi dầu 28 3.8 Phân tích số axit, số iot, số xà phòng, số peroxit 29 3.8.1 Chỉ số axit 29 3.8.2 Chỉ số iot 29 3.8.3 Chỉ số xà phòng 29 3.8.4 Chỉ số peroxit 30 3.9 Phân tích thành phần axit béo 30 3.10 Khảo sát khả kháng vsv dầu neem 31 3.10.1 Thí nghiệm 1: khảo sát khả kháng vsv dầu neem 32 3.10.2 Thí nghiệm 2: khảo sát nồng độ ức chế tối thiểu vsv (MIC) dầu neem 33 3.10.3 Thí nghiệm 3: thử nghiệm khả ức chế Aspergillus flavus dầu neem bảo quản hạt bắp 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 40 4.1 Tỷ lệ thu hồi dầu 40 4.2 Ket phân tích số 42 4.2.1 Chỉ số axit 42 Bảng PL4 Kết phân tích thành phần dầu neem trích ly dung mơi etanol Bảng PL5 Kết phân tích thành phần dầu nem trích ly hỗn hợp dung mơi hexan - etanol (tỷ lệ : 2) Bảng PL6 Kết phân tích thành phần dầu neem trích ly dung môi co2 siêu tới hạn Bảng PL7 Kết phân tích thành phần dầu neem trích ly dung môi co2 siêu tới hạn đồng dung mơi etanol (tỷ lệ 6%) LÀM TRỊN THEO FDA Thành phần axit béo (g/100g) Axit béo bão hòa (%DV) Axit béo chưa bão hòa (đơn) Axit béo chưa bão hòa (đa) Thành phần axit béo bão hòa (g/ioc Axit Caprylic Axit Capric Axit Lauric Axit Myristic Axit Palmitic Axit Stearic Axit Arachidic Axit Behenic Axit Lignoceric Thành phần axit béo khơng bão hòa (g/100g) Axit Oleic (OA) Axit Linoleic (LA) Axit a-Linoleic (ALA) Axit y-Linoleic (GLA) Axit Eicosenoic Axit Arachidonic (ARA) Axit Eicosapentaennoic (EPA) Axit Erucic Axit Docosahexaenoic (DHA) Omega (g/100g) Omega (ALA + EPA+ DHA) Omega (LA + GLA + ARA) Omega (Cl 8:1 + C20:l + C22:l) 35,07(175,35) 46,69 17,31 64,00 ’g) C8:0 C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0 C18:l C18:2 C18:3 C18:3 C20:l C20:4 C205 C22:l C22:6 0,05 13,89 18,95 1,57 0,28 0,21 46,15 16,82 0,5 0,13 0,32 0,50 16,82 46,60 Bảng PL8 Kết phân tích thành phần dầu thị trường Thành phân axit béo bão hòa (g/ioc Axit Caprylic Axit Capric Axit Lauric Axit Myristic Axit Palmitic Axit Stearic Axit Arachidic Axit Behenic Axit Lignoceric >g) C8:0 C10:0 C12:0 C14:0 C16:0 C18:0 C20:0 C22:0 C24:0 0,01 0,03 15,80 20,75 1,51 0,27 0,01 n axit béo Axit Oleic (OA) C18:l 43,46 Axit Linoleic (LA) C18:2 17,00 Axit a-Linoleic (ALA) C18:3 0,42 Axit V-Linoleic (GLA) C18:3 Axit Eicosenoic C20:l 0,11 Axit Arachidonic (ARA) C20:4 0,01 Axit Eicosapentaennoic (EPA) C20:5 Axit Erucic C22:l 0,039 Axit Docosahexaenoic (DHA) C226 0,19 LÀM TRÒN THEO FDA Thành ph^n axit béo (g/100g) 38,51 192,56) Axit béo bão hòa (%DV) (] 43,75 Axit béo chưa bão hòa (đơn) Axit béo chưa bão hòa (đa) 17,63 61,38 Omega (g/100g) Omega (ALA + EPA+ DHA) Omega (LA + GLA + ARA) hòa 0,62 17,01 Bảng PL8 Kết phân tích thành phần dầu thị trường Omega (Cl 8:1 + C20:l + C22:l) 43,61 ■> -w-k-w Hl _ Ê - ô aô _ Ẩ a Bảng PL9 Kêt thử nghiệm ừên mâu hạt băp không tiên hành nâm môc Bảng PL10 Kết thử nghiệm mẫu hạt bắp có tiến hành cấy nấm mốc d ii ò ó ò Bảng PL11 Kết xử lý số liệu ừên mẫu thứ ANOVA Table for Mat nam by Thoi gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 0,512533 0,128133 873,64 Within groups 0,00146667 10 0,000146667 Total (Corr.) 0,514 14 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 3,6 X 3,80667 X 4,01333 X 4,01333 X 10 4,11667 X p -Value 0,0000 Bảng PL12 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ hai nồng độ 400 ppm ANOVA Table for Mat nam by 1OỈ gian Source Sum of Squares T1 Mean Square F-Ratio Df Between groups 0,566733 0,141683 272,47 Within groups 0,0052 Total (Corr.) 0,571933 10 14 0,00052 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 2,73 X 2,73333 X 2,83 X 3,04667 X 3,22667 X 10 p -Value 0,0000 Bảng PL13 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ ba nồng độ 500 ppm ANOVA Table or Mat nam by Thoi gian Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio fi Source Between groups 0,455173 0,113793 279,82 Within groups 0,00406667 10 Total (Corr.) 0,45924 14 0,000406667 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 2,68667 X 2,70333 X 2,801 X 2,94667 X 3,15333 X 10 p -Value 0,0000 Bảng PL14 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ tư nồng độ 600 ppm ANOVA Table or Mat nam by Thoi gian Sum of Df Mean Square F-Ratio Source Squares Between groups 0,0000933333 0,0000233333 0,01 Within groups 0,0294667 10 Total (Corr.) 0,02956 14 p -Value 0,9999 0,00294667 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 2,62333 X 2,62333 X 2,62667 X 2,62667 X 2,63 X 10 Bảng PL15 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ (mẫu đối chứng) ANOVA Table f or Mat nam by Thoi gian Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Source p -Value Between groups 0,09696 0,02424 0,0001 Within groups 0,0129333 10 0,00129333 Total (Corr.) 0,109893 14 18,74 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 3 5,07333 5,15333 X X 5,21333 XX 5,23333 X 10 5,31333 X Bảng PL16 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ nồng độ 500 ppm ANOVA Table for Mat nam by Thoi gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Between groups 0,62356 Within groups 0,0135333 Total (Corr.) 0,637093 10 14 0,15589 0,00135333 115,19 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 2,87333 X 3 2,93 3,14 X X 3 3,28333 3,41 10 X X p -Value 0,0000 Bảng PL17 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ nồng độ 500 ppm ANOVA Table for Mat nam by Thoi gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio p -Value Between groups 0,437373 0,109343 0,0000 Within groups 0,0138 10 0,00138 Total (Corr.) 0,451173 14 79,23 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 2,84667 X 2,84667 X 3,00 X 3,1599 X 3,28333 X 10 Bảng PL18 Kết xử lý số liệu ưên mẫu thứ nồng độ 500 ppm ANOVA Table or Mat nam by Thoi gian Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio Source p -Value Between groups 0,000133333 0,0000333333 0,02 0,9995 Within groups 10 0,00220667 Total (Corr.) 0,0220667 0,0222 14 Multiple Range Tests for Mat nam by Thoi gian Method: 95,0 percent LSD Thoi gian Count Mean Homogeneous Groups 2,84667 X 3 2,84667 2,85 2,85333 X X X 10 2,85333 X ... đề tài TRÍCH LY CO2 SIÊU TỚI HẠN DẦU HẠT NEEM ĐỂ ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN HẠT BẮP II Nhiệm vụ nội dung - Tổng quan về: neem, thành phần dầu neem, ứng dụng dầu neem, khả kháng khuẩn dầu neem, phương... này, cơng nghệ trích ly dung mơi siêu tới hạn nghiên cứu trích ly dầu từ hạt neem 2.4 Phương pháp trích ly dung mơi siêu tới hạn 2.4.1 Định nghĩa Một họp chất hạng thái siêu tới hạn họp chất có... lý hạt neem 22 Hình 3.3 Quy trình trích ly dầu neem dung môi etanol 26 Hình 3.4 Quy trình trích ly dầu neem dung môi co2 siêu tới hạn 27 Hình 3.5 Quy trình trích ly dầu neem