Mãng cầu xiêm là cây ăn quả được trồng rộng rãi ở nước ta với quy mô công nghiệp. Nghiên cứu này được thực hiện nhằm đánh giá ảnh hưởng của điều kiện tách chiết đến hàm lượng polyphenol và flavonoid tổng của lá Mãng cầu xiêm trồng tại Bến Tre.
Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số 52 Ảnh hưởng điều kiện chiết tách đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm (Annona muricata Linn.) Nguyễn Văn Thủy1,*, Nguyễn Ngọc Quý1, Phạm Văn Thịnh1, Nguyễn Minh Tiến2, Nguyễn Thị Ngọc Quyên1, Lê Văn Minh3, Nguyễn Thị Xuân Liễu2, Nguyễn Thị Thùy Trang2, Nguyễn Thanh Tố Nhi2, Huỳnh Linh Tý2 Viện Kĩ thuật Công nghệ cao Nguyễn Tất Thành, Đại học Nguyễn Tất Thành Khoa Dược, Đại học Nguyễn Tất Thành Trung tâm Sâm Dược liệu Tp Hồ Chí Minh, Viện Dược Liệu * nvthuy@ntt.edu.vn Tóm tắt Mãng cầu xiêm ăn trồng rộng rãi nước ta với qui mô công nghiệp Nghiên cứu thực nhằm đánh giá ảnh hưởng điều kiện tách chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm trồng Bến Tre Những nhân tố ảnh hưởng đến trình chiết bao gồm: Nồng độ ethanol, thời gian chiết, nhiệt độ chiết tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng xác định phương pháp so màu Kết nghiên cứu rằng, điều kiện chiết xuất thích hợp là: Dung mơi chiết ethanol 40%, thời gian 30 phút, nhiệt độ 60oC tỉ lệ ngun liệu/dung mơi 1/30g/ml Theo đó, hàm lượng TPC TFC đạt 94,541 ± 1,082 mgGAE/g 26,170 ± 0,288 mgQE/g Những kết nghiên cứu góp phần cung cấp dẫn liệu khoa học q giá Mãng cầu xiêm Nhận 08.08.2019 Được duyệt 28.02.2020 Cơng bố 30.03.2020 Từ khóa Mãng cầu xiêm, Annona muricata L., polyphenol, flavonoid ® 2020 Journal of Science and Technology - NTTU Giới thiệu Hiện nay, Mãng cầu xiêm (Annona muricata L.) thu hút quan tâm nhiều nhà khoa học giới Với kết thu từ nghiên cứu tập trung theo hướng nghiên cứu tác dụng gây độc tế bào, Mãng cầu xiêm xem dược liệu đầy tiềm điều trị ung thư[1], nhiều công dụng bật khả kháng khuẩn[2], kháng vi-rút[3], lợi tiểu[4] khả chống oxi hóa[5] Ở Việt Nam, nghiên cứu Mãng cầu xiêm khiêm tốn, loài thực vật trồng phổ biến đem lại hiệu kinh tế cao Ngoài quả, phận khác không tận dụng Nghiên cứu thực nhằm đánh giá ảnh hưởng điều kiện chiết xuất đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm trồng Bến Tre Từ đề điều kiện tách chiết thích hợp Kết nghiên cứu cung cấp liệu khoa học điều kiện chiết xuất để thu hàm lượng tối ưu polyphenol flavonoid tổng từ Mãng cầu xiêm Đại học Nguyễn Tất Thành Thực nghiệm 2.1 Vật liệu nghiên cứu Nguyên liệu để nghiên cứu Mãng cầu xiêm (Annona muricata L.) thu thập vào tháng năm 2019 huyện Tân Phú Đông, tỉnh Bến Tre Nguyên liệu làm khô ánh nắng tự nhiên độ ẩm đạt khoảng 10%, sau cắt nhỏ máy xay bột dược liệu (Super Blender, QE-500, Trung Quốc) sàng qua rây mắt lưới (θ = 1mm) để thu mẫu có kích thước đồng Mẫu bao gói hút chân không bảo quản - 20oC trước tiến hành bước 2.2 Hóa chất nghiên cứu Acid gallic chuẩn (98%) quercetin chuẩn (98%) mua Viện Kiểm nghiệm thuốc TPHCM AlCl3, CH3COOK, Na2CO3, thuốc thử Folin-Ciocalteu ethanol mua từ hãng Merck (Đức) Tất hóa chất sử dụng nghiên cứu đạt hạng phân tích 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Thiết kế thí nghiệm Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số Trong thí nghiệm xác định ảnh hưởng yếu tố công nghệ đến khả tách chiết hợp chất polyphenol flavonoid tổng, 1g mẫu chiết xuất theo phương pháp chiết hồi lưu theo nồng độ dung môi, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi, nhiệt độ, thời gian tách chiết khác Các thí nghiệm sau kế thừa kết thí nghiệm trước Khuấy mẫu bếp từ với tốc độ 300rpm suốt trình chiết Khi trình chiết kết thúc, li tâm hỗn hợp với tốc độ 6.000 vòng/phút 10 phút Dịch thu dùng để xác định hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Ảnh hưởng nồng độ ethanol đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm nghiên cứu nồng độ 0, 20, 40, 60, 80, 100% Các thông số khác cố định bao gồm: nhiệt độ chiết 50oC, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết 1/20(g/ml) thời gian chiết tách 60 phút Nồng độ ethanol thích hợp lựa chọn dựa vào hàm lượng polyphenol flavonoid tổng cộng cao Cố định thông số để nghiên cứu thơng số cịn lại Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm thực 30, 40, 50, 60, 70 80oC Các thông số cố định gồm: nồng độ dung môi, thời gian chiết 60 phút tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết 1/20 (g/ml) Nhiệt độ chiết thích hợp lựa chọn dựa vào hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Sau xác định nhiệt độ chiết thích hợp, cố định thơng số để nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết nghiên cứu mức 1/10, 1/20, 1/30, 1/40, 1/50 1/60 (g/ml) Các thông số cố định gồm: nồng độ dung môi, thời gian chiết 60 phút nhiệt độ chiết Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp lựa chọn dựa vào hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Cố định thông số để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian chiết Ảnh hưởng thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm nghiên cứu mốc thời gian 15, 30, 45, 60, 90 120 phút Các thông số khác cố định bao gồm: nồng độ dung môi, nhiệt độ chiết tỉ lệ nguyên liệu/dung mơi kế thừa từ thí nghiệm trước Thời gian chiết thích hợp lựa chọn dựa vào hàm lượng polyphenol hoạt tính chống oxi hóa cao 2.3.1 Xác định hàm lượng phenolic tổng số (TPC) Hàm lượng polyphenol tổng xác định theo phương pháp Folin-Ciocalteu dựa theo mô tả Pham cộng sự[6] Tiến hành pha loãng dung dịch với nồng độ phù hợp (dịch thu phần chiết mẫu) Sau đó, hút 0,5ml dung dịch mẫu pha loãng vào ống nghiệm Thêm vào 2,5ml dung dịch Folin-Ciocalteu 10% đồng máy Vortex, để dung dịch phản ứng phút Tiếp tục, thêm 2,0ml dung dịch Na2CO3 7,5% lắc Để dung dịch nhiệt độ phòng bóng tối Sau đo độ hấp thu quang học bước sóng 765nm máy quang phổ UV-Vis 53 Hàm lượng polyphenol biểu diễn theo miligam đương lượng acid gallic 1g chất khô (mgGAE/g chất khô) 2.3.2 Xác định hàm lượng flavonoid tổng số (TFC) Hàm lượng flavonoid tổng xác định dựa theo phương pháp Mahboubi cộng sự[7] Tiến hành pha loãng dung dịch với nồng độ phù hợp (dịch thu phần chiết mẫu) Hút 0,5ml dung dịch mẫu pha lỗng vào ống nghiệm, sau thêm vào 0,1ml dung dịch AlCl3 10% Tiếp tục thêm vào 0,1ml dung dịch CH3COOK 1M 4,3ml nước cất, lắc Để dung dịch nhiệt độ phòng 30 phút Sau đo độ hấp thu quang học bước sóng 415nm máy quang phổ UV-Vis Quercetin dùng làm chất chuẩn Hàm lượng flavonoid tổng biểu diễn theo miligam đương lượng quercetin 1g chất khô (mgQE/g chất khơ) 2.3.3 Phương pháp xử lí số liệu Tất thí nghiệm bố trí lặp lại lần để đảm bảo tiến hành phân tích ANOVA Số liệu phân tích ANOVA phần mềm xử lí số liệu thống kê chuyên dụng Statistica 8.0 (Stasoft, Tulsa, Ok, USA) Kiểm định Tukey thực để đánh giá mức độ khác biệt có ý nghĩa giá trị với mức ý nghĩa P < 0,05 Kết thảo luận 3.1 Ảnh hưởng nồng độ ethanol đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Trên giới, người ta sử dụng aceton, ethylacetate, ethanol, methanol hỗn hợp methanol để tách chiết polyphenol Tuy nhiên, để ứng dụng bảo quản chế biến thực phẩm, ethanol lại thường sử dụng loại dung mơi an tồn[8] Trong thí nghiệm này, dung môi ethanol sử dụng với nồng độ khác nhau: 0%, 20%, 40%, 60%, 80%, 100% (v/v) Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: 1/20 (g/ml), nhiệt độ chiết 50oC thời gian chiết 60 phút Kết phân tích hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số trình bày Hình Hình Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Mãng cầu xiêm chiết ethanol nồng độ khác Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 54 Hàm lượng polyphenol (TPC) flavonoid tổng (TFC) tăng dần đạt giá trị cao nồng độ ethanol 40% (68,239 ± 1,015mgGAE/g 16,789 ± 0,348mgQE/g), sau có xu hướng giảm dần Mức độ phân cực dung môi tùy thuộc vào số điện môi, giá trị liên kết hydro, đó, nước có số điện mơi, giá trị liên kết hydro cao ethanol Do đó, trộn lẫn ethanol với nước cho hỗn hợp ethanol - nước có mức độ phân cực khác Kết chứng tỏ thành phần polyphenol flavonoid Mãng cầu xiêm bị ảnh hưởng mức độ phân cực dung mơi Vì nồng độ ethanol 40% sử dụng cho thí nghiệm 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Nhiệt độ yếu tổ ảnh hưởng lớn đến hiệu suất trích li hoạt chất sinh học dịch chiết Trong thí nghiệm tiến hành chiết polyphenol flavonoid tổng nhiệt độ khác nhau: 30oC, 40oC, 50oC, 60oC, 70oC 80oC Nồng độ ethanol 40%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi: 1/20 (g/ml) thời gian chiết 60 phút Kết phân tích hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số trình bày Hình Hình Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Mãng cầu xiêm chiết nhiệt độ khác Kết khảo sát cho thấy hàm lượng TPC có xu hướng tăng dần nhiệt độ chiết xuất tăng Cụ thể hàm lượng TPC Mãng cầu xiêm tăng nhanh tăng nhiệt độ từ 30 tới 60oC, sau hàm lượng TPC tiếp tục tăng khơng đáng kể Trong hàm lượng TFC đạt tối đa 60oC với giá trị 18,194 ± 0,093mgQE/g Nhiệt độ cao, linh động cấu tử tăng lên, cấu tử hỗn hợp chuyển động hỗn loạn tăng vận tốc chuyển động, làm cho trình khuếch tán trở nên dễ dàng giảm độ nhớt nguyên liệu; đồng thời nước dễ dàng xuyên qua lớp nguyên liệu, làm cho diện tích tiếp xúc bề mặt nguyên liệu nước lớn, làm tăng hiệu suất chiết tách Hơn nữa, nhiệt độ làm biến tính phá hủy màng tế bào nhờ bọt khí tạo thành làm cho q trình chiết tách Đại học Nguyễn Tất Thành trở nên dễ dàng Vì chọn nhiệt độ chiết 60oC cho thí nghiệm sau Hình Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm tỉ lệ nguyên liệu/dung môi khác 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi yếu tố không ảnh hưởng đến hiệu suất trích li mà cịn ảnh hưởng đến hiệu kinh tế q trình tinh sau Trong thí nghiệm ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi, ethanol sử dụng nồng độ 40%, nhiệt độ chiết 60oC, thời gian chiết 60 phút chiết xuất tỉ lệ nguyên liệu/dung môi khác nhau: 1/10, 1/20, 1/30, 1/40, 1/50, 1/60 (g/ml) Kết phân tích hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số trình bày Hình Kết khảo sát cho thấy, lượng dung mơi nhiều hàm lượng TPC TFC tăng, đến tỉ lệ định hàm lượng tăng không đáng kể giảm dần lượng dung môi lớn Nguyên nhân thay đổi lượng dung mơi q (ở tỉ lệ 1/10) khơng đủ để hịa tan, trích li hết lượng polyphenol flavonoid khỏi tế bào Do đó, tiếp tục tăng lượng dung mơi hàm lượng polyphenol flavonoid thu có tăng mạnh Tuy nhiên, ngâm chiết với lượng dung môi nhiều, hàm lượng polyphenol nguyên liệu số cố định nên nhanh chóng dẫn đến cân pha, làm hiệu trích li polyphenol khơng tăng Do ta chọn tỉ lệ ngun liệu/dung mơi 1/30 (g/ml) cho thí nghiệm sau 3.4 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Thời gian trích li yếu tố khơng ảnh hưởng đến hiệu suất trích li mà cịn ảnh hưởng đến chi phí đặc biệt chất lượng dịch chiết Chúng tiến hành chiết xuất polyphenol flavonoid thời gian sau: 15, 30, 45, 60, 90 120 phút Nồng độ ethanol 40%, nhiệt độ chiết 60oC tỉ lệ ngun liệu/dung mơi 1/30 (g/ml) Kết Tạp chí Khoa học & Cơng nghệ Số phân tích hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số trình bày Hình 55 hoạt chất giảm Kết khảo sát cho thấy, hàm lượng TPC đạt cao 94,541 ± 1,082mgGAE/g thời gian chiết xuất 30 phút hàm lượng TFC đạt cao 26,170 ± 0,288mgQE/g thời gian chiết xuất 45 phút Tuy nhiên, lượng TPC giảm nhiều khoảng từ 30 tới 45 phút chiết xuất nên ta chọn thời gian tối ưu cho nghiên cứu 30 phút Kết luận Hình Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm thời gian chiết xuất khác Xác định thời gian q trình trích li cần thiết để lấy hầu hết hợp chất sinh học mong muốn Thường, thời điểm cân bên bên tế bào thiết lập Nếu thời gian trích li ngắn, lượng hoạt chất sinh học khơng trích li hồn toàn, thời gian dài hoạt chất bị oxi hóa, chất lượng số lượng Điều kiện tách chiết thích hợp để thu hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm xác định sau: Dung môi chiết xuất ethanol 60%, thời gian chiết xuất 30 phút, nhiệt độ chiết xuất 60oC tỉ lệ nguyên liệu/dung môi sử dụng 1/30(g/ml) Theo đó, hàm lượng TPC TFC đạt 94,541 ± 1,082mgGAE/g 26,170 ± 0,288mgQE/g Những phát nghiên cứu tiềm sử dụng Mãng cầu xiêm nguồn chiết xuất hợp chất có tiềm chống oxi hóa tự nhiên để nâng cao khả ứng dụng lĩnh vực thực phẩm chức Kết xem báo cáo hoạt tính chống oxi hóa Mãng cầu xiêm Lời cảm ơn Nghiên cứu tài trợ Quĩ Phát triển Khoa học Công nghệ Đại học Nguyễn Tất Thành, đề tài mã số 2019.01.17/HĐ-KHCN Tài liệu tham khảo Almudena Bermejo, Bruno Figadère, Maria-Carmen Zafra-Polo, Isabel Barrachina, Ernesto Estornell and Diego Cortes (2005), “Acetogenins from Annonaceae: recent progress in isolation, synthesis and mechanisms of action”, Nat Prod Rep., 22, 269-303 Oberlies, N H., Croy, V L., Harrison, M L., McLaughlin, J L (1997), “The Annonaceous acetogenin bullatacin is cytotoxic against multidrug-resistant human mammary adenocarcinoma cells”, Cancer Lett, 115, 73-9 Padma, P., Pramod, N.P., Thyagarajan, S.P., Khosa, R L J (1998), “Effect of the extract of Annona muricata and Petunia nyctaginiflora on Herpes simplex virus”, Ethnopharmacol, 61, 81-3 Quisumbing, E (1951) Medicinal plants of the Philippines Manila: Katha Publishing Adewole, S O., Caxton-Martins, E A., Afr, J (2006), “Morphological changes and hypoglycemic effects of Annona muricata Linn (Annonaceae) leaf aqueous extract on pancreatic B-cells of streptozotocin-treated diabetic rats”, Biomed Res, 9, 173-87 Pham H N T, Nguyen V T, Vuong Q V, Bowyer M C, Scarlett C J (2016), “Bioactive compound yield and antioxidant capacity of Helicteres hirsuta Lour stem as affected by various solvents and drying methods”, Journal of Food Processing and Preservation, 41, e12879 Mahboubi M, Kazempour N and Nazar AR (2013), “Total phenolic, total flavonoids, antioxidant and antimicrobial activities of Scrophularia striata Boiss extracts”, Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products, 8, 15-19 Singleton V L., Joseph A., Rossi J R J A., (1965), “Colorimetry of total phenolics withphosphomolybdicphosphotungstic acidreagents” Am J Enol Viticulture, 16: 144-158 Đại học Nguyễn Tất Thành Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 56 Effect of extraction conditions on total polyphenol and flavonoid content of Soursop leaves (Annona muricata Linn.) Nguyen Van Thuy1.*, Nguyen Ngoc Quy1, Pham Van Thinh1, Nguyen Minh Tien2, Nguyen Thi Ngoc Quyen1, Le Van Minh3, Nguyen Thi Xuan Lieu2, Nguyen Thi Thuy Trang2, Nguyen Thanh To Nhi2, Huynh Linh Ty2 Nguyen Tat Thanh Hi-Tech Institute, Nguyen Tat Thanh University Department of Pharmacy, Nguyen Tat Thanh University Research Center of Ginseng and Medicinal Material (CGMM), National Institute of Medicinal Materials, Ho Chi Minh vnthuy@ntt.edu.vn Abstract Soursop is a fruit tree that is widely grown on an industrial scale This study was conducted to assess the effect of the conditions of extraction of total polyphenol and flavonoid content of leaves of Soursop grown in Ben Tre Factors affecting the extraction process include: Ethanol concentration, extraction time, extraction temperature and material ratio/extraction solvent Total polyphenol and flavonoid content was determined by colorimetric method The most efficient extraction conditions were as follows: extracting solvent 40% ethanol, sample-to-solvent ratio 1/30 (g/ml), extraction contact time 30 and extraction temperature 60°C with values of 94,541 ± 1,082 mgGAE/g DW and 26,170 ± 0,288 mgQE/g DW for the total phenolic content and the total flavonoid content, respectively These research results contribute to providing valuable scientific data about Soursop Keywords Soursop, Annona muricata L., polyphenols, flavonoids Đại học Nguyễn Tất Thành ... chọn dựa vào hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Cố định thông số để nghiên cứu ảnh hưởng thời gian chiết Ảnh hưởng thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm nghiên... sau Hình Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng Mãng cầu xiêm tỉ lệ nguyên liệu/dung môi khác 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết đến hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Ảnh hưởng tỉ... gian chiết 60 phút Kết phân tích hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số trình bày Hình Hình Hàm lượng polyphenol flavonoid tổng số Mãng cầu xiêm chiết nhiệt độ khác Kết khảo sát cho thấy hàm lượng