Tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng cho hợp chất saponins và khả năng chống ôxy hóa của vỏ quả ca cao

BỘ GIÁOĐẠI DỤC VÀNHA ĐÀOTRANG TẠO TRƯỜNG HỌC TRƯỜNG ĐẠINGHỆ HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG THỰC PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY HỖ TRỢ VI SÓNG HÓA CỦAVÀ RỄ CÂY ANNĂNG XOA CHỐNG CHO HỢPCHỐNG CHẤT ƠXY SAPONINS KHẢ ƠXY HĨA CỦA VỎ QUẢ CA CAO (HELICTERES HIRSUTA L.) Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Tặng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bình Giáo viên hướng dẫn: TS Khổng Trung Thắng Mã số sinh viên: 56130311 TS Nguyễn Văn Tặng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Trang Khánh Hòa - 2019 BỘ GIÁOĐẠI DỤC VÀNHA ĐÀOTRANG TẠO TRƯỜNG HỌC TRƯỜNG ĐẠINGHỆ HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG THỰC PHẨM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY HỖ TRỢ VI SĨNG HĨA CỦAVÀ RỄ CÂY ANNĂNG XOA CHỐNG CHO HỢPCHỐNG CHẤT ÔXY SAPONINS KHẢ ÔXY HÓA CỦA VỎ QUẢ CA CAO (HELICTERES HIRSUTA L.) Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Tặng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bình Mã số sinh viên: 56130311 GVHD: TS Khổng Trung Thắng TS Nguyễn Văn Tặng SVTH: Nguyễn Thị Thùy Trang KhánhKhánh Hòa, Hòa tháng- 2018 7/2019 i ii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân em hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Tặng TS Khổng Trung Thắng Các số liệu, kết nêu đề tài trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Em xin chịu trách nhiệm hồn tồn có gian dối Khánh Hịa, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thùy Trang iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đề tài Lời em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Thực phẩm tồn thể q thầy giáo Khoa Công nghệ Thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập nghiên cứu Trường năm qua Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Tặng TS Khổng Trung Thắng trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu kinh nghiệm thực tế để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin cảm ơn quý thầy cô thuộc Trung tâm Thí nghiệm-Thực hành ln tạo điều kiện tốt để em hoàn thành đề tài Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân bạn bè tạo điều kiện, động viên cổ vũ tinh thần để em vượt qua khó khăn suốt thời gian vừa qua Em xin chân thành cảm ơn! Khánh Hòa, ngày 29 thánh năm 2018 Sinh viên Nguyễn Thị Thùy Trang iv TĨM TẮT Cây Cacao loại cơng nghiệp nhiệt đới cho hạt làm nguyên liệu sử dụng cho ngành công nghiệp thực phẩm cụ thể sản phẩm cao cấp Sôcôla, Cacao tạo mặt hàng suất nên có giá trị kinh tế cao, ưa chuộng Tại Việt Nam Cacao thích hợp trồng nhiều vùng sinh thái khác Duyên hải Nam Trung Bộ, Miền Đông Nam Bộ, Đồng sơng Cửu Long Tây Ngun Tuy có giá trị kinh tế cao, sản xuất mặt hàng từ Cacao có nhiều phụ phẩm thải có vỏ Cacao Nghiên cứu thiết kế để tối ưu hóa thơng số chiết phương pháp trích ly hỗ trợ vi sóng (MAE) để thu hàm lượng saponins (SC), đồng thời đánh giá hiệu suất trích ly saponins (SEE), hàm lượng phenolics (TPC), khả quét gốc tự DPPH (DRSC), khả khử ion sắt (FRAP) cao từ vỏ Cacao Đề tài thực với thiết kế Central Composite Design với yếu tố thực thơng qua 31 thí nghiệm để làm rõ ảnh hưởng nồng độ dung mơi (X1), cơng suất vi sóng (X2), thời gian chiếu xạ (X3), thời gian trích ly (X4) tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (X5) SC, SEE, TPC, DRSC, FRAP Kết xây dựng phương trình mơ tả ảnh hưởng thông số MAE đến hàm mục tiêu hàm lượng saponins (SC), khả chống ơxy hóa DRSC từ vỏ Cacao YSC = 51.4 + 4.17X1 + 0.11X2 + 2.93X3 + 4.87X4 + 1.71X5 – 1.66X1X2 + 2.82 X1X3 + 2.99 X1X4 – 2.25 X1X5 – 2.12 X2X3 + 2.84 X2X4 + 1.04 X2X5 -1.76 X3X4 – 0.12 X3X5 +2.51 X4X5 – 4.42 X12 – 3.58 X22 – 7.38 X32 + 1.44 X42 + 3.22 X52 YDRSC = 117.3 – 6.91X1 – 1.59X2 + 7.98X3 + 11.64X4 - 3.17X5 - 1.53X1X2 + 5.26X1X3 + 11.85X1X4 – 4.62X1X5 – 5.48X2X3 + 4.81X2X4 + 7.68X2X5 - 4.98X3X4 – 2.57X3X5 + 6.92X4X5 – 54.98X12 – 1.25X22 – 13.26X32 + 10.00X42 – 1.24X52 Kết nghiên cứu đưa thông số MAE tối ưu để đạt SC, SEE, TPC, khả quét gốc tự DPPH, khả khử ion sắt cao là: Nồng độ dung môi 85%, cơng suất vi sóng 600W, thời gian chiếu xạ 6s/phút, thời gian trích ly 40 phút, tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu 50 ml/g mẫu Tại thông số này, hàm lượng đo SC (69,9 mg EE/g chất khô), SEE (71,1 %), TPC (12,4 mg GAE/g chất khô), DRSC (142,5 mg DPPH/g chất khô) FRAP (27,9 mg Fe2+/g chất khô) cao hàm lượng dự đốn từ mơ hình SC (66,4 mg EE/g chất khô), SEE (68,3%), v TPC (11,8 mg GAE/g chất khô), DRSC (135,3 mg DPPH/g chất khô), FRAP (25,1 mg Fe2+/g chất khơ) Điều chứng tỏ mơ hình tối ưu tương ứng với thức nghiệm Vậy thông số MAE tối ưu chọn là: Nồng độ dung môi 85%, cơng suất vi sóng 600W, thời gian chiếu xạ 6s/phút, thời gian trích ly 40 phút, tỷ lệ dung mơi/ nguyên liệu 50 ml/g mẫu để thực cho nghiên cứu sau vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN .iv TÓM TẮT v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC CÁC BẢNG xiii PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1.Tổng quan cacao vỏ cacao 1.1.1.Tổng quan cacao [30] 1.1.2.Vỏ cacao 1.2.Tổng quan saponins, hợp chất phenolic phương pháp đáng giá hoạt tính chống ơxy hóa 1.2.1.Tổng quan saponins 1.2.2.Hợp chất phenolic 1.2.3.Một số phương pháp đánh giá hoạt tính chống ơxy hóa 1.3 Giới thiệu phương pháp trích ly 12 1.3.1.Phương pháp trích ly truyền thống 12 1.3.2.Phương pháp siêu âm 13 1.3.3.Phương pháp trích ly đại 13 1.4.Phương pháp bề mặt đáp ứng 14 1.4.1.Nguyên tắc RSM 14 1.4.2.Công dụng RSM [26] 15 1.4.3.Ưu, nhược điểm RSM 15 vii CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .17 2.1 Đối tượng nghiên cứu hóa chất phân tích .17 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17 2.1.2 Hóa chất thiết bị 17 2.2 Phương pháp nghiên cứu .17 2.2.1 Bố trí thí nghiệm 17 2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định tiêu hóa lý đánh giá chất lượng vỏ Cacao khô hiệu phương pháp chiết 19 2.2.3 Bố trí thí nghiệm xá định hàm lượng hoạt chất sinh học hiệu suất chiết saponin vỏ Cacao 25 2.2.4 Bố trí thí nghiệm xác định khả chống ơxy-hóa vỏ Cacao khô thông qua khả quét gốc tự DPPH (DRSC) 27 2.3 Xử lý số liệu thực nghiệm 28 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 29 3.1 Độ ẩm dư nguyên liệu 29 3.2 Ảnh hưởng thơng số trích ly hỗ trợ vi sóngđến hàm lượng saponins tổng số, hiệu suất chiết saponins, hàm lượng phenolics khả chống ơxy hóa mẫu vỏ Cacao 29 3.2.1.Hàm lượng saponin 33 3.2.2.Hiệu suất chiết saponins .37 3.2.3.Hàm lượng phenolics 40 3.2.4.Khả quét gốc tự DPPH 44 3.2.5.Khả chống ơxy hóa phương pháp khử ion sắt(FRAP) 47 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 52 4.1 Kết luận 52 4.2 Đề xuất ý kiến 53 viii TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC .57 PHỤC LỤC 1: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG ĐỀ TÀI 57 PHỤ LỤC 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .58 1.1.Xây dụng đường chuẩn escin 58 1.2.Xây dựng đường chuẩn acid gallic .59 1.3.Xây dựng đường chuẩn DPPH .59 1.4.Đường chuẩn FRAP 60 PHỤ LỤC 3: XỬ LÝ SỐ LIỆU SBSS 62 ix 1.12 42.2027 42.2027 42.2027 42.2027 42.2027 1.24 42.6470 42.6470 42.6470 42.6470 42.6470 1.22 43.4810 43.4810 43.4810 43.4810 43.4810 5.00 44.3423 44.3423 44.3423 44.3423 44.3423 8.00 44.5643 44.5643 44.5643 44.5643 44.5643 4.00 44.5920 44.5920 44.5920 44.5920 44.5920 1.10 45.8707 45.8707 45.8707 45.8707 45.8707 1.26 49.1213 49.1213 49.1213 49.1213 49.1213 1.16 50.0383 50.0383 50.0383 50.0383 1.21 51.5943 51.5943 51.5943 3.00 54.8737 54.8737 54.8737 54.8737 1.14 55.8460 55.8460 55.8460 9.00 55.8737 55.8737 55.8737 2.00 56.7073 56.7073 56.7073 1.11 58.6243 58.6243 58.6243 65 51.5943 6.00 60.2917 60.2917 1.30 61.5980 61.5980 1.17 62.7647 1.13 64.7653 Sig .088 066 054 050 069 063 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 66 083 072 067 064 051 055 SEE Subset for alpha = 0.05 ĐK C N Duncana 1.28 28.4063 1.25 30.6910 30.6910 1.19 30.8333 30.8333 1.15 30.9190 30.9190 1.27 31.9757 31.9757 31.9757 1.29 35.1740 35.1740 35.1740 35.1740 1.20 36.3160 36.3160 36.3160 36.3160 1.18 37.2870 37.2870 37.2870 37.2870 37.2870 1.31 37.4870 37.4870 37.4870 37.4870 37.4870 1.23 39.2860 39.2860 39.2860 39.2860 7.00 40.5423 40.5423 40.5423 40.5423 40.5423 1.00 42.1130 42.1130 42.1130 42.1130 42.1130 67 10 11 12 1.12 43.3693 43.3693 43.3693 43.3693 43.3693 1.24 43.8263 43.8263 43.8263 43.8263 43.8263 1.22 44.6827 44.6827 44.6827 44.6827 44.6827 5.00 45.5680 45.5680 45.5680 45.5680 45.5680 8.00 45.7963 45.7963 45.7963 45.7963 45.7963 4.00 45.8253 45.8253 45.8253 45.8253 45.8253 1.10 1.26 50.4793 50.4793 50.4793 50.4793 50.4793 1.16 51.4220 51.4220 51.4220 51.4220 1.21 3.00 56.3907 56.3907 56.3907 56.3907 1.14 57.3897 57.3897 57.3897 9.00 57.4183 57.4183 57.4183 2.00 58.2750 58.2750 58.2750 1.11 60.2453 60.2453 60.2453 47.1387 47.1387 47.1387 47.1387 47.1387 53.0207 53.0207 53.0207 53.0207 68 6.00 61.9587 61.9587 1.30 63.3007 63.3007 1.17 64.5000 1.13 66.5557 Sig .088 066 054 050 069 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 69 063 083 072 067 064 051 055 TPC Subset for alpha = 0.05 ĐK C N Duncana 1.27 2.2950 1.25 2.3967 1.20 2.7020 1.23 1.19 6.9677 1.28 7.5420 7.5420 1.10 7.7733 7.7733 7.7733 1.31 7.9727 7.9727 7.9727 1.16 8.1623 8.1623 8.1623 1.15 8.2550 8.2550 8.2550 3.00 8.4957 8.4957 8.4957 8.4957 1.21 8.5607 8.5607 8.5607 8.5607 3.8277 70 10 11 12 13 14 1.11 8.7787 8.7787 8.7787 8.7787 1.14 8.7970 8.7970 8.7970 8.7970 1.29 9.1397 9.1397 9.1397 9.1397 7.00 9.2413 9.2413 9.2413 9.2413 9.2413 8.00 9.2647 9.2647 9.2647 9.2647 9.2647 1.22 9.5563 9.5563 9.5563 9.5563 9.5563 1.30 9.8110 9.8110 9.8110 9.8110 9.8110 2.00 9.9313 9.9313 9.9313 9.9313 9.9313 1.00 10.0057 10.0057 10.0057 10.0057 1.26 10.2140 10.2140 10.2140 10.2140 10.214 4.00 10.2740 10.2740 10.2740 10.2740 10.274 1.24 10.3297 10.3297 10.3297 10.329 1.18 10.4640 10.4640 10.464 6.00 10.5103 10.5103 10.510 1.17 10.7880 10.788 71 1.12 10.8763 10.876 9.00 10.8950 10.895 1.13 11.334 11.334 5.00 12.302 Sig .447 1.000 069 081 083 064 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 72 072 050 056 067 110 073 059 057 DPPH Subset for alpha = 0.05 ĐKC N Duncana 1.27 29.8993 1.25 32.3633 1.20 41.0747 1.23 46.2660 2.00 79.350 1.19 82.518 82.5183 1.28 85.334 85.3340 85.3340 7.00 87.534 87.5340 87.5340 1.18 1.31 3 92.461 96.333 87.5340 92.4613 92.4613 92.4613 92.4613 96.3330 96.3330 96.3330 96.3330 96.3330 73 10 11 12 13 9.00 1.15 3.00 1.29 1.00 1.10 1.14 1.26 3 3 3 96.597 97.037 98.445 96.5973 96.5973 96.5973 96.5973 96.5973 97.0373 97.0373 97.0373 97.0373 97.0373 98.4450 98.4450 98.4450 98.4450 98.4450 98.4450 100.380 100.380 7 104.692 100.3807 104.6923 105.6603 100.380 100.380 100.380 100.380 7 7 104.692 104.692 104.692 104.692 104.692 3 3 105.660 105.660 105.660 105.660 105.660 3 3 109.884 109.884 109.884 109.884 109.884 0 0 113.667 113.667 113.667 113.667 113.667 74 7 7 8.00 5.00 4.00 1.30 6.00 1.11 1.13 1.22 115.163 115.163 115.163 115.163 115.163 115.163 3 3 3 117.891 117.891 117.891 117.891 117.891 117 0 0 8910 119.211 119.211 119.211 119.211 119 3 3 2113 119.475 119.475 119.475 119.475 119 0 0 4750 120.971 120.971 120.971 120 0 9710 121.146 121.146 121.146 121 7 1467 123.522 123.522 123.522 123 7 5227 123.610 123.610 123.610 123 75 7 6107 1.21 1.12 1.24 1.16 1.17 Sig 124.578 124.578 124.578 124 3 3 5783 130.913 130.913 130 7 9137 133.289 133.289 133 7 2897 134.697 134 3 6973 136 8973 087 063 083 059 078 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 76 091 069 056 063 059 061 062 070 FRAP Subset for alpha = 0.05 ĐK C Duncana 1.25 N 1.68 1.20 2.82 2.82 1.27 4.68 4.68 1.23 5.67 1.22 14.61 1.10 15.35 15.35 3.00 15.62 15.62 1.26 16.98 16.98 1.28 17.01 17.01 1.14 17.34 17.34 17.34 6.00 18.15 18.15 18.15 77 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1.31 18.49 18.49 18.49 18.49 1.11 18.93 18.93 18.93 18.93 1.29 19.57 19.57 19.57 19.57 1.30 19.97 19.97 19.97 1.15 20.51 20.51 20.51 20.51 1.21 20.64 20.64 20.64 20.64 1.19 20.81 20.81 20.81 20.81 20.81 1.17 21.82 21.82 21.82 21.82 21.82 7.00 22.18 22.18 22.18 22.18 2.00 22.314 22.31 22.31 22.31 1.13 22.75 22.75 22.75 22.75 5.00 23.06 23.06 23.06 1.00 23.34 23.34 1.18 24.08 24.08 78 19.97 1.24 24.74 24.74 9.00 26.42 8.00 26.51 1.16 26.54 1.12 4.00 Sig 28.75 31.13 272 075 336 358 088 100 054 118 053 058 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 79 051 062 058 059 088 113 1.000 1.000 ... PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG TỐI ƯU HĨA ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY HỖ TRỢ VI SÓNG HÓA CỦAVÀ RỄ CÂY ANNĂNG XOA CHỐNG CHO HỢPCHỐNG CHẤT ƠXY SAPONINS KHẢ ƠXY HĨA CỦA VỎ QUẢ CA CAO (HELICTERES... sở cho vi? ??c nghiên cứu khai thác tận dụng vỏ Cacao vùng sản xuất Cacao CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan Cacao vỏ Cacao 1.1.1 Tổng quan Cacao [30] a Giới thiệu Cacao Hình 1.1 Cây Cacao Cây Cacao... hồi hợp chất cao? ?? Do phương pháp trích ly hỗ trợ thực nghiên cứu Xuất phát từ thực tế trên, tiến hành đề tài nghiên cứu: ? ?Tối ưu hóa điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng cho hợp chất saponins khả chống