Lycopene co vai tro quan trong̣ đối vơi sưc khoe con ngươi . Lycopene ́ ̀ ́ ́ ̉ ̀ đươc̣ nhiều nghiên cứu chứng minh làchất chống oxy hóa manḥ cókhảnăng trung hòa các gốc tự do [24], chống laịsư ̣giànua của tếbào cơ thể , giúp trẻ hóa làn da , ngăn ngừa ung thư vàcác bênḥ tim macḥ [39]. Lycopene cótác dụng ức chế các loại bướu lành tính cũng như ác tính , đươc̣ dùng chữa tri ̣các loại ung thư tuyến vú , dạ dày, tuyến tiền liêṭ [39], [44] và được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm và mỹ phẩm . Tuy nhiên, cơ thểcon ngươi không co kha ̀ ́ ̉ năng tư ̣san sinh ra lycopene nên cần phai hấp thu ̣chung tư cac ngu ồn thực ̉ ̉ ́ ̀ ́ phẩm hang ngay.
MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Quả gấc 1.1.1 Nguồn gốc của quảgấc 1.1.2 Phân loaịquảgấc 1.1.3 Cấu taọ vàthành phần của quảgấc 1.1.4 Ứng dụng của gấc Việt Nam .6 1.2 Lycopene 1.2.1 Công thức cấu taọ của lycopene .7 1.2.2 Đặc tính lý hóa và đánh giá cảm quan 1.2.3 Hoạt tính sinh học của lycopene 10 1.2.4 Khả kháng oxy hóa của lycopene 11 1.2.5 Vai tròcủa lycopene .13 1.2.6 Ứng dụng của lycopene 15 1.3 Các phương pháp trích ly lycopene 18 1.3.1 Từ màng gấc taọ thành bôṭgấc nhaõ rồi loaịdầu vànước cho trơ thành bột để trích ly bột lycopene .18 1.3.2 Từ màng gấc sấy khô vàép dầu taọ dầu đểtrich́ ly lycopene 27 Chương THỰC NGHIỆM 29 2.1 Hóa chất, dụng vụ và thiết bị nghiên cứu .29 2.1.1 Hóa chất 29 2.1.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu .30 2.2 Thưcc̣ nghiêm 31 2.2.1 Nghiên cứu ảnh hương của nồng đô c̣KOH đến hiêụ suất trich́ ly 33 2.2.2 Nghiên cứu ảnh hương của tốc đô c̣khuấy đến hiêụ suất trich́ ly 33 2.2.3 Nghiên cứu ảnh hương của thời gian xàphòng hóa đến hiêụ suất trích ly lycopene 34 2.2.4 Nghiên cứu ảnh hương của nhiêṭđô c̣phản ứng đến hiêụ suất trich́ ly lycopene 34 2.2.5 Nghiên cứu ảnh hương của lươngc̣ dung môi PG đến hiêụ suất trích ly lycopene 35 2.3 Phương pháp phân tich́ sản phẩm 35 2.4 Những lưu ýkhi tiến hành thiń ghiêm 38 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .39 3.1 Kết trích ly từ dầu gấc bằng phương pháp xàphòng hóa .39 3.2 Các ́u tớ ảnh hương đến hiệu suất trích ly lycopene 45 3.2.1 Ảnh hương của nồng đô c̣KOH 45 3.2.2 Ảnh hương của tốc độ khuấy 46 3.2.3 Thời gian xàphòng hóa 47 3.2.4 Ảnh hương của nhiệt độ phản ứng 48 3.2.5 Ảnh hương của lượng dung môi PG .49 3.3 PhổUV của lycopene 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 59 MỞ ĐẦU Lycopene co vai tro quan trongc̣ đối vơi sưc khoe Lycopene ́́ ́̀ ́́ ́́ ́̉ ́̀ đươcc̣ nhiều nghiên cứu chứng minh làchất chớng oxy hóa manḥ cókhảnăng trung hòa gốc tự [24], chống laịsư c̣giànua của tếbào thể , giúp trẻ hóa làn da , ngăn ngừa ung thư vàcác bênḥ tim macḥ [39] Lycopene cótác dụng ức chế loại bướu lành tính cũng ác tính , đươcc̣ dùng chữa tri c̣các loại ung thư tuyến vú , dày, tuyến tiền liêṭ [39], [44] và được sử dụng rộng rãi dược phẩm và mỹ phẩm Tuy nhiên, thểcon không co kha ́̀ ́́ ́̉ tư c̣san sinh lycopene nên cần phai hấp thu c̣chung tư cac ngu ồn thực ́̉ ́̉ ́́ ́̀ ́ phẩm hang ́̀ ́̀ Theo cac nghiên cưu gần cho thấy, qua gấc chưa nhiều vitamin ́́ ́́ ́̉ ́́ đăcc̣ biêṭla rất giau lycopene mà lycopene đươcc̣ ưng dungc̣ rôngc̣ rai thưcc̣ ́̀ ́̀ ́́ ́̃ phẩm, dươcc̣ phẩm cung my phẩm Vì , đề tài “Sản xuất lycopene tư ́̃ ́̃ gấc vơi quy mô cơng nghiêpp̣ ” là rất cần thiết và góp phần xây dựng sơ lý ́́ thuyết cũng quy trinh̀ trich́ ly lycopene để ứng dụng dược phẩm và mỹ phẩm Mục tiêu của n ghiên cứu này là đánh giá ́u tớảnh hương đến q trình trích ly lycopene của phương pháp xà phòng hóa bằng kiềm So sánh hiệu trích ly với phương pháp trích ly , khảo sát so sánh giữa phương pháp trích ly lycopene đặc biệt chú ý nhiều tới phương pháp xà phòng hóa bằng kiềm Do cơng nghệ trích ly của phương pháp xà phòng hóa bằng kiềm dùng trích ly dược chất và hương liệu từ nguồn thiên nhiên là kỹ thuật được phát triển cạnh tranh với kỹ thuật truyền thống ưu thế vượt trội, tạo sản phẩm có độ tinh khiết cao, giảm nhiễm mơi trường và khơng để lại dư lượng hóa chất có hại cho sức khỏe người, là những tiêu chí quan trọng sản xuất chế phẩm hóa dược, mỹ phẩm và thực phẩm Nội dung nghiên cứu của đề tài gờm có: So sánh hiêụ suất trich́ ly , ưu và nhươcc̣ điểm giữa phương pháp để chọn phương pháp trích ly tối ưu nhất Trích ly bột lycopene và carotenoid khác từ dầu gấc bằng phương pháp xà phòng hóa môi trường kiềm sử dụng propylene glycol Khảo sát yếu tố nhiêṭđô c̣phản ứng, thời gian xàphòng hóa, nờng c̣ KOH, tớc c̣kh́y và lượng dung mơi ảnh hương đến q trình trích ly bơṭlycopene từ dầu gấc , lưạ choṇ những điều kiêṇ tối ưu để tiến hành trích ly bột lycopene Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Quả gấc 1.1.1 Nguồn gớc của quảgấc Cây gấc có tên khoa học là Momordica cochinensis (Lour) Spreng, thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae) [ 1] Họ này có khoảng 96 giớng 750 loài được trờng chủ́u ơvùng nhiêṭđới ẩm Riêng ơViêṭNam cókhoảng 30 loài phổ biến nhất làbầu bi,́ mướp, dưa leo, dưa hấu, khởqua,… [2] Cây gấc cóng̀n gớc Châu Ánhiêṭđới , mọc hoang rừng , sau đươcc̣ cư dân phát hiê c̣n vàđưa vềtrồng khắp nơi , nhiều nhất ơvùng Đông Nam Ánhư miền Nam Trung Quốc đến Bắc Úc , bao gồm Thái Lan , Lào, Myanma, Campuchia vàViêṭNam Ở nước ta , gấc đa ̃đươcc̣ trồng từ lâu vàkhắp vùng đất nước nhưn g nhiều nhất làơmiền Bắc , chủ yếu để lấy làm thuốc vàchất màu thưcc̣ phẩm [29] 1.1.2 Phân loaịquảgấc Dựa vào độ sai của (nhiều hay ít), kích thước của (to hay nhỏ), gai (mau hay thưa), màu sắc của ruột (đỏ hay vàng gạch), dầu (ít hay nhiều), số lượng hạt (nhiều hay ít) để phân loại gờm cóg ấc tẻ, gấc nếp, gấc đá, gấc chơm chơm hay gấc lai Có hai loại được trồng chủ yếu là: Gấc nếp: Quả tròn, hạt nhỏ thưa gai, chín chuyển sang màu đỏ cam rất đẹp Bổ trái ra, bên cơm vàng tươi, màng bao bọc hạt có màu đỏ tươi rất đậm và dày thớ [3] Gấc tẻ: Quả dài hơn, nhiều gai hơn, trái nhỏ hoặc trung bình vỏ dày tương đới có ít hạt, gai nhọn, sai Trái chín bở bên cơm có màu vàng và màng bao hạt thường có màu đỏ nhạt hoặc màu hồng không được đỏ tươi gấc nếp, nên chọn giớng gấc nếp để có trái to nhiều thịt bao quanh và chất lượng cũng tốt [3] Hình 1.1 Quả gấc nếp gấc tẻ [ảnh internet] 1.1.3 Cấu taọ vàthành phần của quả gấc Cây gấc là s ống nhiều năm, năm lụi lần lại đâm chồi từ gốc cũ lên vào mùa xuân năm sau, leo cao nhờ có tua cuốn mọc từ nách Gấc là loài thân thảo dây leo thuộc chi mướp đắng Cây gấc leo khỏe, chiều dài có thể mọc đến 15 mét Thân dây có tiết diện góc Lá gấc nhẵn, thùy hình chân vịt phân từ đến dẻ Lá gấc mọc so le có màu xanh lục đậm đường kính của phiến 12 đến 20 cm, phía đáy hình trái tim, mặt phiến sờ ram ráp Nơi tiếp giáp ćn và phiến có hai tún to gần bằng hạt ngô nổi hai mắt cua Cánh hoa có sắc vàng nhạt Quả hình tròn, màu cây, chín chuyển sang màu đỏ cam Vỏ gấc có gai rậm Bở thường có sáu múi Thịt gấc màu đỏ cam Hạt gấc màu nâu thẫm, hình dẹp, có khía [29] Hoa gấc có hoa đực riêng biệt, hoa đực có bắc to bao lại hình tở sâu, nơ hoa loe hình phễu, màu trắng vàng mặt tràng hoa có lơng, nhị Hoa có bắc nhỏ, bầu hình thoi rõ từ nụ còn non, có gai nhỏ, cánh hoa đầu bầu, phát triển thành quảtừ tháng Hình 1.2 Hoa gấc [ảnh internet] Quả to hình b ầu dục dài từ 15 - 20cm, nhọn có nhiều gai mềm đỏ đẹp Quả non màu xanh, chín màu đ ỏ tươi Bở đơi theo chiều ngang thấy có hàng hạt xếp đều nhau, hàng có từ đến 10 hạt Quanh hạt có nhiều màng màu đỏ tươi, hạt gấc có màng đỏ bao quanh lớp vỏ cứng đen, quanh mép có cưa tù và rộng hạt dày 25 đến 35mm, rộng 19 đến 31mm trông gần giống ba ba nhỏ bằng gỗ gấc còn có tên gọi là mộc miết tử (mộc là gỗ, miết là ba ba) Trong hạt có nhân chứa dầu [6] và thành phần dinh dưỡng khác [1] Thành phần dinh dưỡng của gấc được thể bảng 1.1 Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của quảgấc [1] Thành phần Năng lươngc̣ (Kcal) Nươc (g) ́́ Protein (g) Lipid (g) Glucid (g) Tro (g) Ca (mg) P (mg) Hàm lượng 125 77 2,1 7,9 10,5 0,7 56 6,4 Trong quảgấc phần đươcc̣ khai thác vàứng dungc̣ nhiều nhất lànhân haṭ gấc va mang đo bao quanh haṭgấc Môṭsốthanh phần cấu taọ chinh ́̀ ̀ ́̉ ́̀ nhân haṭgấc đươcc̣ thểhiêṇ bang 1.2 ́́ ́̉ Bảng 1.2 Thành phần cấu taọ chinh cua nhân haṭ gấc ́́ Thành phần Nươc ́̉ Tỷ lệ (%) ́́ Chất vô Lipid Protid Đường tổng Tanin Cellulose Các chất khác 2,9 55,3 16,6 2,9 1,8 2,8 11,7 Theo bang 1.2, ta nhâṇ thấy nhân haṭgấc chưa môṭ hàm lượng ́̉ ́́ lipid đáng kể Do vâỵ, người ta thường khai thác lấy dầu ép từ haṭgấc Theo Baines, dầu ép từ haṭgấc ban đầu cómàu xanh lucc̣ nhaṭ, đểlâu dưới tác dụng của oxy và ánh sáng sẽ sẫm màu [24] 1.1.4 Ứng dụng của quả gấc Việt Nam Cơm gấc cóch ất dầu màu đ ỏ chứa lycopene , với thành ph ần khác β-carotene hay còn gọi là tiền sinh tố A (khi vào thể sẽ chuyển thành vitamin A) β-carotene là chất có khả chớng oxy hố rất cao Nó có tác dụng chớng lại lão hố và bệnh lý phởi, tim, mạch máu, thần kinh Do tiến trình oxy hố gây [16] Vitamin A góp phần rất lớn để tạo sức đề kháng tự nhiên của da, niêm mạc Sinh tố này còn giúp phòng chống nhiễm trùng, khô mắt, mù mắt, khô da, loét miệng, bảo vệ thể Nó còn chớng lão hố và ung thư Có thể dùng dầu gấc loại thuốc bồi dưỡng thể (cho trẻ em hoặc phụ nữ cho bú) và bổ sung Vitamin A chữa bệnh khô mắt Dầu gấc cũng dùng bơi vết thương, vết bỏng, giúp chóng lên da non và liền sẹo [22] Nhân hạt chứa chất dầu màu vàng nhạt vàcác ch ất dinh dưỡng béo, đạm, đường, tannin, chất xơ (cellulose) và men phosphtase, peroxidase, invetase nên thường được dùng trị mụn nhọt sưng tấy, lơ loét, tắc tia sữa, chấn thương ứ huyết, … 1.2 Lycopene 1.2.1 Công thưc cấu taọ cua lycopene ́́ ́̉ Lycopene là môṭtrong hoaṭchất rắn co mau đo đâm đăcc̣ trưng , có ́̃ ́́ ̀ ́̉ đăcc̣ tinh khang oxy hoa rất cao gần 600 loại carotenoid được biết đến ́́ ́́ ́́ Đặc tính này giú p lycopene cóthểbảo vê c̣cơ thểcon người khỏi bênḥ tâṭ vềsuy thối làm th ay đởi A DN ung thư , lão hóa và tim mạch [8] bằng cách trung hòa gốc tự và oxy hóa mức đơn lượng cao Các phân tử lycopene là chuỗi mơ của carotenoid chưa baõ hòa v ới 40 cacbon với công thức phân tử làC40H56 có khới lượng phân tử của 536 Da, bao gồm nguyên tử hydro và carbon và là những carotenoid tổng hợp bơi thực vật và vi sinh vật quang hợp [9] Lycopene có 13 liên kết đơi, có 11 liên kết đơi liên hơpc̣ , chính hoạt động chất chớng laị tác nhân oxy hóa tia UV Lycopene hấp thu c̣bức xa c̣cóbước sóng dài của ánh sáng khả kiến và phối hợp mỹ phẩm dưỡng da , có thể làm giảm ảnh hương của tia UV lên da , hoăcc̣ cóthểbảo vê c̣khỏi cá c ảnh hương ngắn haṇ (cháy nắng ) và dài hạn (ung thư da ) của ánh sáng mặt trời [35] Tuy nhiên, liên kết không bão hòa cấu trúc phân tử của làm cho lycopene dễ bị oxy hóa, nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt Tên hóa hocc̣ của lycopene là 2, 6, 10, 14, 19, 23, 27, 31 Octamethyl - 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 30 - Dotriacontatridecaene a Dầu gấc ban đầu b Hơñ hơpp̣ sau xà phòng hóa c Carotenoid lắng đongp̣ d Bơṭ carotenoid sau xà phòng hóa hexane nước Hình 3.1 Quá trình tiến hành thí nghiệm xà phòng hóa dầu gấc Ausich và Sanders [37] đã tởng qt được quy trình đơn giản an toàn để cô lập và lọc tinh thể lycopene cũng carotenoid từ oleoresin (gồm nhựa, sáp ong, chất béo và dầu) Ban đầu oleoresin được trộn đều với hỗn hợp gồm PG, nước và alkali (thường là KOH), để tạo nên phản ứng xà phòng 40 hoá nhiệt độ 50-80 °C 30 phút Hỗn hợp sản phẩm sau pha loãng với nước để giảm độ nhớt rồi lọc và rửa với nước ấm để làm lycopene Ưu điểm của trình là tính đơn giản, kinh tế và an toàn sử dụng thêm PG, có thể tiến hành quy mơ cơng nghiệp Mặt khác, lycopene có thể đủ tinh khiết, sử dụng được thực phẩm Tuy nhiên thực rửa và lọc bằng nước đề nghị, hỗn hợp đã bớt cô đặc rất nhớt có mặt xà phòng và KOH dư, nên lọc lâu với giấy lọc 0,2 μm (giấy lọc lớn khơng phù hợp hạt lycopene bé, sẽ lọt qua hết) Ngoài ra, nếu sử dụng bơm chân khơng hỗ trợ nhiệt độ phêũ lọc và bề mặt giấy lọc giảm nhanh, tạo thành lớp sáp xà phòng ngăn cản q trình lọc dù có thêm nhiều nước ấm Nếu sử dụng nước nóng làm giảm chất lượng lycopene So với phương pháp trich́ ly từ bơṭgấc thìtrich́ ly từ dầu gấc khơng dùng dung môi độc hại , đầu vào làdầu ép từ màng gấc , trình ép dầu cũng khơng sử dụng hóa chất độc hại để ép dầu và ngun liệu sẵn có Trong dầu cóc hứa những acid béo no vàkhơng no , acid béo không no nhiều làm cho những chất dung dicḥ chứa xàphòng thu đươcc̣ sau xà phòng hóa có thể được trung hòa để thu hời xà phòng ứng dụng mỹ phẩm Gần nhất có nhóm tác giả Mai [21] cũng dựa phương pháp này để tách lycopene, hỗn hợp sản phẩm được rửa với dung dịch NaCl, rồi lần lượt với ethanol, sau là hỗn hợp NaCl:ethanol,và trung hoà bằng axit HCl Tuy nhiên thêm nước và trung hoà bằng axit dung dịch cũng bị nhờn phương pháp nên khó lọc Ngoài ra, Tween 80 được sử dụng với mục đích làm tăng hiệu suất lại có thể tạo nhũ tương hệ xà phòngnước và khó tách pha lycopene rắn 41 Trong quy trình chúng tơi khảo sát, nờng độ KOH được điều chỉnh để hệ không nhớt, tốc độ quay của cánh khuấy phù hợp với khả của máy và độ nhớt của hệ Mặc dù vậy, hệ lỏng có thể làm giảm tiếp xúc giữa KOH với dầu, và tăng khả tạo nhũ tương KOH thêm vào dần dần để xà phòng hoá hết dầu gấc Nhiệt độ và thời gian phù hợp để xà phòng hố hoàn toàn Nhiệt độ thấp làm chậm q trình xà phòng hoá nếu cao sẽ làm giảm lượng lycopene Ethanol có khả làm giảm khả tạo nhũ tương hệ xà phòng.Và lycopene gần không tan ethanol nhiệt độ thấp, chúng ta có thể dùng ethanol để rửa hỗn hợp sản phẩm và làm lắng lycopene Lượng ethanol đủ để giảm độ nhớt đến mức thuận lợi cho trình cũng không nhiều sẽ tốn thời gian lọc Dung dịch NaCl thêm vào để rửa tạp chất rắn còn lại màng lọc Bảng 3.1 Tỉ lệ phần trăm (%) các loại axit màng gấc Axit Oleic Palmitic Linoleic Stearic α-linoleic Arachidic Nhóm Tỉ lệ Axit C18:1 59,50 Myristic C16:0 17,31 Palmitoleic C18:2 13,98 Eicosa-11-enoic C18:0 7,45 Margaric C18:3 0,52 Erucic C20:0 0,32 Lauric Nhóm Tỉ lệ C14:0 C16:1 C20:1 C17:0 C22:1 C12:0 0,22 0,18 0,17 0,14 0,10 0,04 Các axit béo không bão hoà là thành phần chính của axit béo màng gấc.Bên cạnh cũng có axit bão hoà axit palmitic, axit mysistic và axit lauric (Bảng 3.1) [36] Quá trình xà phòng hố được điều chỉnh từ quy trình của Ausich và Sanders năm 1999 [37] và của Mai cùng cộng năm 2016 [33], gồm giai đoạn khuấy đều dầu gấc propylene glycol (PG) 50°C để thuỷ phân phần chất béo Hỗn hợp sau tác dụng từ từ với KOH để trình xà phòng hoá xảy hoàn toàn 55 °C Sản phẩm được 42 khuấy đều với ethanol để dung dịch bớt độ nhớt và trơ nên śt, sau giữ nhiệt độ dưới 10°C khoảng 2-5 giờ để lycopene và carotenoid rắn kết tụ dần rồi lắng xuống đáy Sau giai đoạn lọc và rửa với ethanol và dung dịch NaCl 0,9 %, chất rắn sản phẩm được bảo quản nhiệt độ thấp chai nâu có thởi khí nitơ Hiệu śt của quy trình suy từ nồng độ và khối lượng chất sản phẩm so với khới lượng tương đương có 20 g dầu Hiệu suất trích ly lycopene thường thấp hoạt tính oxy hố cao của so với carotenoid (Bảng 3.2) Bảng 3.2 Hiệu suất của quy trình trích ly tối ưu Thành phần Lycopene β-carotene Tởng cộng Khối lượng ban đầu 0,0394 0,1201 0,1595 Khối lượng sản phẩm 0,0242 0,0796 0,1038 Hiệu suất 61,42 66,27 65,07 Đơn vị đo khối lượng g, hiệu suất % Kết lấy trung bình lần thí nghiệm Tởng lượng chất rắn thu được 0,1166 g Hiệu suất trích ly chất rắn là 73,11% Độ tinh khiết đạt 89,02 %, được tính bằng tỉ lệ carotenoid tổng cộng chất rắn lọc được Hiệu suất chung của trình là 65,07 % Tỷ lệ lycopene và β-carotene thay đổi nhẹ so với lúc đầu chứng tỏ điều kiện thí nghiệm giúp bảo vệ tốt lycopene cũng carotenoid khác [21] Hiệu kinh tế của trình trích ly bột carotenoid từ gấc tươi sử dụng phương pháp ép đùn màng gấc rồi xà phòng hoá thường đạt khoảng 70,0 % x 65,1 % = 45,5 % Hiệu suất này có thể tăng lên đến 60,5 % nếu sử dụng phương pháp xử lý sơ chế màng gấc điều kiện phù hợp để màng gấc vỡ 43 bung hết trước ép, cũng phải lưu ý để đảm bảo an toàn cho carotenoid đã giải phóng Tỷ lệ lycopene sản phẩm có thể tăng lên sử dụng thêm số dung môi để tái kết tinh (recystalize) và lọc lycopene (như trường hợp Mẫu A bảng phụ lục 3.9) Tuy nhiên sản phẩm có thể có số tồn dư hợp chất hữu và hiệu suất giảm Do chúng ta khơng cần thiết phải thêm giai đoạn tái kết tinh carotenoid khác cũng rất có ích cho thể [21] Ngoài sớ nghiên cứu, sớ chất có thể được thêm vào bảo vệ carotenoid vừa được giải phóng, chất hoạt động bề mặt NaCMC (Sodium carboxymethyl cellulose), Tween 80 [18]hoặc chất kháng oxy hoá khác BHT (Butylated hydroxytoluene), α-tocopherol Chúng sẽ khảo sát vai trò và ảnh hương của những chất này trình trích ly cũng trình ứng dụng vào sản phẩm cụ thể những nghiên cứu tiếp theo Ngoài phương pháp trích ly từ loại thực vật, vi khuẩn, men hoặc nấm, carotenoid còn có thể được tổng hợp từ 2, 6, 11, 15 - tetramethyl 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 – hexadecaheptaene - 1, 16 - dial và triphenyl - (3, - dimethyl - , - octadien - - ylidene) - phosphine (US Pat No 2,842,599) hoặc từ 3, 7, 11, 15 - tetramethylhexadeca - 2, 4, 6, 8, 10, 14 - hexaen - - yl triphenylphosphonium bisulfate (US Pat No 4,105,855) và rất phổ biến thương mại Tuy nhiên, q trình tởng hợp tớn thời gian, phức tạp với nhiều bước khác và thiết bị đại; lycopene tởng hợp lại khó hấp thu so với lycopene tự nhiên [37] Với ưu thế phân bố trái gấc - “trái từ thiên đường”, cũng vai trò quan trọng của lycopene với hàm lượng lớn gấc, việc đầu tư nghiên cứu sản xuất và ứng dụng nhiều sản phẩm từ gấc Việt Nam hứa hẹn tiềm to lớn tương lai gần 44 3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiêụ suất trích ly lycopene 3.2.1 Ảnh hưởng của nồng đô K c̣ OH Ảnh hương của nồng độ KOH đến thu hồi lycopene đươcc̣ thểhiêṇ hình 3.2 và bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nờng độ KOH đến hiệu śt trích ly lycopene Nồng đô c̣KOH (M) 10 12 14 16 18 Hiêụ suất (%) 25,70 40,41 69,32 60,12 45,08 37,60 Đơn vị đo nồng đô M c̣ , hiệu suất % Kết lấy trung bình lần thí nghiệm 80 Hiệu suất (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 10 15 20 Nồng độ KOH (M) Hình 3.2 Ảnh hưởng của nờng độ KOH đến hiệu suất trích ly lycopene Kết quảhinh̀ 3.2 cho thấy, nồng đô c̣KOH tăng từ 8M đến 12M thì hiêụ suất thu hồi lycopene tăng vàđ ạt hiệu suất cao nhất 12M Sau đó, tiếp tục tăng nờng độ hiệu śt thu hời giảm dần Qua kết quảcho thấy , nờng 45 c̣KOH cóảnh hương đáng kểđến hiêụ suất thu hồi lycopene Thí nghiệm đưa căpc̣ thông sốđểso sanh mưc đô c̣anh hương của nồng đô c̣KOH đến ́́ ́́ ́̉ ́̉ hiêụ suất trich́ ly lycopene cósư c̣khác đáng ơmỗi căpc̣ thơng sớ, điều này có thể giải thích được bơi thời gian xà phòng hóa kéo dài tăng nờng độ xảy tượng đóng rắn , gây khókhăn viêcc̣ t ách carotenoid Lấy nờng đô c̣KOH 12M cho thínghiêm tiếp theo 3.2.2 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy Ảnh hương của tốc độ khuấy đươcc̣ thểhiêṇ hinh̀ 3.3 và bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất trích ly lycopene Tớc kc̣ h́y (vòng/phút) 200 300 400 500 600 700 Hiêụ suất (%) 41,85 54,79 65,07 65,58 65,01 64,03 Đơn vị đo tốc đô c̣khuấy vong /phút, hiệu suất % Kết lấy trung bình lần ́̀ thí nghiệm 70 Hiệu suất (%) 60 50 40 30 20 10 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Tớc độ kh́y (vòng/phút) Hình 3.3 Ảnh hưởng của tốc đô p̣khuấy đến hiêụ suất trich ly lycopene ́́ 46 Kết qua hinh 3.3 và bảng 3.4 cho thấy hiêụ suất thu hồi lycopene tăng va ́̉ ́̀ ́̀ đaṭhiêụ suất cao nhất 500 vòng/phút Khi tăng tốc đô kc̣ huấy thi h̀ iêụ suất thu hồi co xu hương giam nhe c̣ Kết qua cho thấy tốc đô c̣khuấy cung co anh ́́ ́́ ́̉ ́̉ ́̃ ́́ ̉ hương kểđến hiêụ suất thu hồi lycope ne Tuy nhiên, hiêụ suất thu hồi ́̉ ́́ giưa tốc đô c̣khuấy 500 rpm, 600 rpm va 700 rpm laịkhông kể Tốc đốc̣ ́̃ ́̀ ́́ khuấy cao lam tăng kha tiếp x úc giữa chất , đo , phản ứng xà ́̀ ́̉ ́́ phòng hóa cho hiệu śt thu hời cao Lấy tốc đô c̣khuấy 500 vòng/phút cho cac thi nghiêm tiếp theo ́́ ́́ 3.2.3 Thời gian xàphòng hóa Kết quảảnh hương của thời gian xà phòng hóa đươcc̣ thểhiện hinh̀ 3.4 và bảng 3.5 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của thời gian xà phòng hóa đến hiệu suất trích ly lycopene Thơi gian xa phong hoa (Phút) 30 60 90 120 150 180 ́̀ ́̀ ̀ ́́ Hiêụ suất (%) 38,03 59,27 65,07 57,43 55,97 52,10 Đơn vị đo thời gian phút , hiệu suất % Kết lấy trung bình lần thí nghiệm Kết quảcho thấy rằng thời gian phản ứng cóảnh hương đáng kểtrong viêcc̣ thu hồi hiêụ suất lycopene Hiêụ suất đaṭcao nhất 90 phút Thí nghiệm cho thấy sư c̣khác biêṭđáng kểgiữa thời gian từ 30 phút đến 90 phút hiêụ suất thu hồi với 120 phút và 150 phút là không đáng kể Trong phản ứng xà phòng hóa , tăng thời gian phản ứng , chất sẽ có đủ thời gian đểpha trôṇ vàphản ứng với Phản ứng xà phòng hóa có thể xảy 47 hoàn toàn và làm giảm acid béo có dầu Lấy thơi gian xa phong hoa ́̀ ́̀ ́̀ ́́ 90 phút cho thí nghiệm tiếp theo 70 Hiệu suất (%) 60 50 40 30 20 10 0 50 100 150 200 Thời gian xà phòng hóa (Phút) Hình 3.4 Ảnh hưởng của thời gian xà phòng hóa đến hiệu suất trích ly lycopene 3.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng Một những yếu tố quan trọng ảnh hương đáng kể đến hiệu suất của phản ứng hóa học là nhiệt độ.Ảnh hương của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thu hồi đươcc̣ thểhiêṇ hinh̀ 3.5 và bảng 3.6 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu śt trích ly lycopene Nhiêṭđơ c̣phan ưng ( C) ́̉ ́́ 30 40 50 60 70 80 Hiêụ suất (%) 15,72 22,38 51,65 68,20 58,70 12,50 Đơn vị đo nhiêṭđô c̣ 0C, hiệu suất % Kết lấy trung bình lần thí nghiệm 48 Kết qua cho thấy hiêụ suất tăng tư 40 0C đến 60 0C, hiêụ suất tăng nhanh, ́̉ ́̀ đaṭcao nhất 60 0C và hiệu suất thu hồi khác đáng kể so với nhiệt ́̉ 70 0C và 80 0C hiệu śt thu hời giảm c̣khac Khi nhiêṭđô c̣tăng đến ́́ Trong phan ưng xa phong hoa , nhiêṭđô c̣cao rất cần thiết cho phan ưng , nhiêṭ ́̉ ́́ ́̀ ̀ ́́ ́̉ ́́ đô c̣cao thip̀ hản ứng xảy nhanh , loại bỏ dễ dàng acid béo có dầu làm tăng nờng độ lycopene thu đươcc̣ Tuy nhiên, nhiêṭđơ c̣ q cao, sẽ phân hủy carotenoid , làm giảm hiệu suất thu hồi lycopene Vì vậy, tăng nhiêṭđơ c̣cao phai bởsung thêm môṭlươngc̣ nho chất chống ́̉ ́̉ oxy hoa vi no co thểlam giam tac đôngc̣ nhi ệt và làm tăng hiệu suất thu hồi ́́ ́̀ ́́ ́ ́̀ ́̉ ́́ lycopene Lấy nhiêṭđô c̣phan ưng 60 0C cho cac thi nghiêm tiếp theo ́̉ ́́ ́́ ́́ 80 Hiệu suất (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 20 40 60 80 100 Nhiệt độ phản ứng ( C) Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất trích ly lycopene 3.2.5 Ảnh hưởng của lươngc̣ dung môi PG Ảnh hương của lươngc̣ dung môi đươcc̣ thểhiêṇ tro ng hinh̀ 3.6 và bảng 3.7 49 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của lượng dung mơi PG đến hiệu śt trích ly lycopene Lươngc̣ dung môi PG (ml) 12 18 24 30 Hiêụ suất (%) 21,60 29,12 65,80 61,10 60,70 59,90 Đơn vị đo thểtich́ ml , hiệu suất % Kết lấy trung bình lần thí nghiệm Kết quảcho thấy hiêụ suất tăng thu hồi tăng vàđaṭcao nhất 12 ml tăng lươngc̣ PG từ 14 ml đến 24 ml thih̀ iêụ suất thay đổi không đáng kể Thí nghiêm cho thấy hiêụ śt khơng cósư c̣khác biêṭđáng kểgiữa 12 ml, 18 ml và 24 ml Vì vậy, để giảm chi phí, 12 ml PG đươcc̣ sử dungc̣ cho thiń ghiêm và lượng PG sử dụng làm hiệu śt đạt tới đa thêm lượng PG cũng khơng cónhiều tác dụng Lấy lươngc̣ dung mơi 12 ml cho thiń ghiêm tiếp theo 80 Hiệu suất (%) 70 60 50 40 30 20 10 0 10 15 20 25 30 Dung mơi PG (ml) Hình 3.6 Ảnh hưởng của lượng dung môi PG đến hiệu suất trích ly lycopene 50 Bảng 3.8 Khảo sát hiệu suất quy trình theo thơng số thí nghiệm Thơng sớ Khới lươngc̣ KOH 12M (g) Thời gian xà phòng hoá (Phút) Tốc độ quay (Vòng/phút) Thời gian lắng (Giờ) 0 60 59,27 200 41,85 32,43 29,15 90 65,07 300 54,79 51,38 65,07 120 57,43 400 65,07 65,07 12 65,21 150 55,97 500 65,58 66,19 Đơn vị đo khối lượng g, hiệu suất % Kết lấy trung bình lần thí nghiệm Bảng 3.8 tổng hợp kết khảo sát hiệu śt của q trình trích ly theo thơng số thí nghiệm chứng minh phù hợp của những giải thích Các thông số tốc độ khuấy, thời gian lắng, và lượng KOH tăng so với mức chuẩn (tối ưu) sẽ làm tăng hiệu suất không đáng kể Tốc độ khuấy cũng không thể tăng nhiều khả của máy và độ nhớt của hệ Lượng KOH tăng và dư sau xà phòng hố q nhiều là khơng cần thiết, vừa tớn kém hố chất, vừa khó rửa và lọc Thời gian lắng có thể ảnh hương đến khả nâng cơng śt của q trình này cơng nghiệp 3.3 PhởUV của lycopene Từ phổ UV-Vis, hàm lượng của carotenoid được suy từ phương trình Phương pháp xác định đồng thời nồng độ carotene và lycopene cho giá trị chính xác phương pháp dùng riêng rẽ giá trị đỉnh hấp thụ của lycopene (473 nm) và của carotenoid (450 nm) phở của hai chất này chờng chập hai bước sóng [39] 51 Hình 3.7 PhởUV-Vis n-hexane của các mâũ bơṭ carotenoid thu đươcp̣ với tỉlê p̣lycopene:β-carotene khác Hình 3.7 thể phổ UV - Vis của mẫu bột carotenoid khác nhau, đưa mâũ đểso sánh dưạ phởđờ, Mẫu C (mâũ dưạ khảo sát yếu tố ảnh hương chọn thông số tối ưu nhất để thực mâũ, là sản phẩm thu được bơi quy trình xà phòng hố tới ưu Mẫu A (là mẫu ch̉n [21]) có nờng độ lycopene cao và ta có thể quan sát rõ đỉnh đặc trưng của lycopene phù hợp với kết của tác giả khác [39], [23] Ở Mẫu B (mâũ thử nghiệm thời gian lọc và sấy lâu không khí) đỉnh vị trí thứ không còn (Bảng 3.9 phu c̣lucc̣) mà đỉnh đặc trưng 450 nm trơ nên trội 52 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trên sơ kết nghiên cứu thu được, chúng rút số kết luận sau: Trích ly được bột lycopene bằng phương pháp xà phòng hóa với kiềm sử dungc̣ propylene glycol Đã tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hương (nồng đô,c̣ tốc đô c̣khuấy , nhiệt độ, thời gian và lượng dung môi ) đến hiêụ suất trich́ ly lycopene Các kết thu được cho thấy phản ứng đạt hiệu suất tối ưu thực điều kiện KOH 12 M, khuấy với tốc đô c̣500 vòng/phút, 55 0C 90 phút với hiệu suất 61,42% Quy trình trích ly carotenoid mà chủ yếu là lycopene từ dầu gấc bằng phương pháp xà phòng hoá dùng KOH và PG là phương pháp khả thi, an toàn và ít tớn kém Sản phẩm có thể sẵn sàng sử dụng thực phẩm hoặc mỹ phẩm.Tuy nhiên áp dụng quy trình này vào sản x́t cơng nghiệp, thiết bị và trình lọc cần điều chỉnh phù hợp để có thể đạt hiệu cao Ngoài ra, chúng tơi có sớ kiến nghị sau: Khảo sát yếu tố ảnh hương và trích ly bột lycopene từ bột gấc bằng cac phương phap khac sư dungc̣ dung môi hưu hay Soxhlet, ́́ ́́ ́́ ́̉ ́̃ đăcc̣ biêṭla phương phap CO siêu tơi haṇ để tăng hiệu suất thu hồi lycopene ́̀ ́́ ́́ và rút ngắn thời gian phản ứng Từ bôṭlycopene đa đ̃ ươcc̣ trich́ ly, tiến hành làm Nano lycopene đểứng dụng rộng rãi và chất lượng lycopene, nâng giáthành sản phẩm ... trích ly bôt lycopene từ dầu gấc , lưạ choṇ những điều kiêṇ tối ưu để tiến hành trích ly bột lycopene Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Quả gấc 1.1.1 Ng̀n gớc của qua gấc Cây gấc có... phải thực nhanh Quy trinh̀ trich́ ly bôt lycopene từ bôt gấc đươcc̣ thểhiêṇ hinh ̀ 3.8 phụ lục Cân 50 g bôt gấc vào môṭbeaker 500 ml, beaker đươcc̣ đăṭvào máy khuấy từ sau thêm 2,5... ta nhâṇ thấy nhân hat gấc chưa môṭ hàm lượng ́̉ ́́ lipid đáng kể Do vâỵ, người ta thường khai thác lấy dầu ép từ hat gấc Theo Baines, dầu ép từ hat gấc ban đầu cómàu xanh