Sử dụng sóng siêu âm để thu nhận dịch quả trâm (syzygium cumini) giàu chất chống oxy hóa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN VĨNH PHÚC SỬ DỤNG SÓNG SIÊU ÂM ĐỂ THU NHẬN DỊCH QUẢ TRÂM (SYZYGIUM CUMINI) GIÀU CHẤT CHỐNG OXY HĨA Chun ngành: Cơng nghệ Thực phẩm Mã số: 60540101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2015 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM Cán hướng dẫn khoa học: GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Cán chấm nhận xét 2: TS Hoàng Kim Anh Luận văn thạc sĩ bảo vệ trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, ĐHQG Tp HCM ngày 05 tháng 01 năm 2016 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: PGS TS Đồng Thị Thanh Thu Phản biện 1: PGS TS Lê Thị Hồng Nhan Phản biện 2: TS Hoàng Kim Anh Ủy viên: PGS TS Phan Tại Huân Ủy viên, thư ký: TS Võ Đình Lệ Tâm Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Vĩnh Phúc MSHV: 13111023 Ngày tháng năm sinh: 30/12/1989 Nơi sinh: Tây Ninh Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60540101 I TÊN ĐỀ TÀI: Sử dụng sóng siêu âm để thu nhận dịch trâm (Syzygium cumini) giàu chất chống oxy hóa II NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ: - Khảo sát ảnh hưởng công suất thời gian siêu âm đến hàm lượng vitamin C, phenolic tổng, anthocyanin hoạt tính chống oxy hóa dịch trích trâm - Tối ưu hóa điều kiện siêu âm để hoạt tính chống oxy hóa dịch trâm cao - Xác định thơng số động học q trình trích ly vitamin C, phenolic tổng anthocyanin III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06/07/2015 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2015 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Tp HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) tháng năm 2015 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên chữ ký) i LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Lê Văn Việt Mẫn tận tình hướng dẫn tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình thực luận văn Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thành viên gia đình tơi, người ln ủng hộ tinh thần vật chất suốt thời gian học tập Tôi xin trân trọng cảm ơn quý thầy cô thuộc môn Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách Khoa Tp HCM nhiệt tình dạy dỗ, bảo, hỗ trợ tơi q trình học tập thực luận văn Sau cùng, xin cảm ơn anh chị, bạn em làm phịng thí nghiệm Cơng nghệ thực phẩm, người đồng hành thời gian thực luận văn cao học trường Đại học Bách Khoa Tp HCM Tp HCM, ngày tháng năm 2015 Nguyễn Vĩnh Phúc ii ABSTRACT Syzygium cumini fruit is rich in antioxidants including ascorbic acid, phenolic compounds and anthocyanin In this study, the effect of water/material ratio, ultrasonic power and ultrasonic time on the level of ascorbic acid, total phenolics anthocyanin and antioxidant activity of Syzygium cumini fruit extract were investigated The Response Surface Methodology (RSM) was then used to optimize the condition of Ultrasound – Assisted Extraction (UAE) for maximizing the antioxidant activity of the extract The conditions of UAE were as follows: water/material ratio: 2,5; sonication power: 6,6 W/g and sonication time: 1,5 minutes Under these conditions, the ascorbic acid, phenolic, anthocyanin and the antioxidant activity of the fruit juice (evaluated by Ferric Reducing Antioxidant Potential assay) augmented by 19%, 13%, 18,5% and 15% respectively, compared with those in the conventional extraction The extraction rate constant of ascorbic acid, total phenolic and anthocyanin increased by 18,5; 66,5 and 1,07 fold, respectively, in comparison with those achieved in the non ultrasonic extraction Therefore UAE could be an useful method for extraction of Syzygium cumini fruit juice with high antioxidant content iii TÓM TẮT LUẬN VĂN Quả trâm (syzygium cumini) loại giàu hợp chất chống oxy hóa vitamin C, hợp chất phenolic anthocyanin Trong nghiên cứu này, khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nước/quả, công suất siêu âm thời gian siêu âm đến hàm lượng vitamin C, hàm lượng phenolic tổng, hàm lượng anthocyanin hoạt tính chống oxy hóa dịch trâm Phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) sử dụng để tối ưu hóa điều kiện trích ly có sóng siêu âm hỗ trợ Với điều kiện xử lý siêu âm tỷ lệ nước/quả: 2,5; công suất: 6,6 W/g, thời gian: 1,5 phút, hàm lượng vitamin C, phenolic tổng, anthocyanin hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP dịch trích tăng 19%, 13%, 18,5% 15% so với mẫu đối chứng không xử lý siêu âm Hằng số tốc độ trích ly vitamin C, phenolic tổng anthocyanin phương pháp xử lý siêu âm tăng 18,5; 66,5 1,07 lần so với phương pháp không sử dụng siêu âm Vì trích ly có hỗ trợ siêu âm phương pháp tiềm để tăng hiệu trích ly hợp chất chống oxy hóa từ trâm iv LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân hướng dẫn trực tiếp thầy GS.TS Lê Văn Việt Mẫn Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tác giả luận văn Nguyễn Vĩnh Phúc v 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 .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN .2 2.1 Quả trâm 2.1.1 Nguồn gốc, phân loại 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng trâm 2.1.2.1 Vitamin C 2.1.2.2 Các hợp chất phenolic 2.1.2.3 Hoạt tính chống oxy hóa .6 2.2 Sóng siêu âm ứng dụng q trình trích ly nước 2.2.1 Sóng siêu âm .7 2.2.2 Tác động sóng siêu âm q trình trích ly 2.2.2.1 Tác động vật lý 2.2.2.2 Tác động hóa học 2.2.3 Các thơng số kỹ thuật q trình siêu âm .10 2.2.3.1 Công suất 10 2.2.3.2 Thời gian .10 2.2.4 Ứng dụng kỹ thuật siêu âm trích ly dịch 10 2.3 Tính đề tài 11 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 3.1 Nguyên liệu thiết bị .12 3.1.1 Nguyên liệu .12 vi 3.1.2 Thiết bị 12 3.2 Phương pháp nghiên cứu 12 3.2.1 Mục đích nghiên cứu 12 3.2.2 Quy trình thu nhận dịch trâm quy mơ phịng thí nghiệm 13 3.2.3 Sơ đồ nghiên cứu .15 3.2.4 Nội dung nghiên cứu 16 3.2.4.1 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý siêu âm đến chất lượng dịch trâm 16 3.2.4.2 Tối ưu hóa q trình xử lý siêu âm phương pháp quy hoạch thực nghiệm .17 3.2.4.3 Xác định thơng số động học q trình trích ly có sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ 18 3.3 Các phương pháp phân tích .20 3.3.1 Phương pháp định lượng vitamin C 20 3.3.2 Phương pháp định lượng phenolic tổng 20 3.3.3 Phương pháp định lượng anthocyanin .20 3.3.4 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa .21 3.3.4.1 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP 21 3.3.4.2 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS 21 3.4 Phương pháp xử lý số liệu .21 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .22 4.1 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý siêu âm đến chất lượng dịch trâm22 4.1.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nước/quả 22 4.1.1.1 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/quả đến hàm lượng vitamin C 22 4.1.1.2 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/quả đến hàm lượng phenolic tổng 23 4.1.1.3 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/quả đến hàm lượng anthocyanin 24 4.1.1.4 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/quả đến hoạt tính chống oxy hóa .24 4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng công suất siêu âm .26 4.1.2.1 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến hàm lượng vitamin C 26 4.1.2.2 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến hàm lượng phenolic tổng 27 vii 4.1.2.3 Ảnh hưởng công suất siêu âm đến hàm lượng anthocyanin 29 4.1.2.4 Ảnh hưởng cơng suất siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa 30 4.1.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian siêu âm 32 4.1.3.1 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hàm lượng vitamin C .32 4.1.3.2 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hàm lượng phenolic tổng .33 4.1.3.3 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hàm lượng anthocyanin 34 4.1.3.4 Ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa 36 4.2 Tối ưu hóa q trình xử lý siêu âm phương pháp quy hoạch thực nghiệm38 4.3 Xác định thông số động học q trình trích ly có sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ 42 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 5.1 Kết luận 49 5.2 Kiến nghị 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 PHỤ LỤC 58 Phụ lục A Các phương pháp phân tích 58 Phụ lục B Kết thí nghiệm .63 ... 60540101 I TÊN ĐỀ TÀI: Sử dụng sóng siêu âm để thu nhận dịch trâm (Syzygium cumini) giàu chất chống oxy hóa II NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ: - Khảo sát ảnh hưởng công suất thời gian siêu âm đến hàm lượng vitamin... chọn đề tài nghiên cứu ? ?Sử dụng sóng siêu âm để thu nhận dịch trâm (Syzygium cumini) giàu chất chống oxy hóa? ?? Hy vọng rằng, kết thu làm tiền đề cho nghiên cứu chuyên sâu sau để tương lai không xa,... ta trâm Nhiều phương pháp kỹ thu? ??t sử dụng nhằm hỗ trợ q trình trích ly dịch xử lý học, sử dụng enzyme, sóng siêu âm Phương pháp xử lý nguyên liệu sóng siêu âm giải pháp kỹ thu? ??t áp dụng để trích