Nghiên cứu chiết xuất chất màu betacyanin từ vỏ quả thanh long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN THÙY LIÊN NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT CHẤT MÀU BETACYANIN TỪ VỎ QUẢ THANH LONG CHUYÊN NGÀNH: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC MÃ SỐ: 605275 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THÙY LIÊN MSHV: 11054154 Ngày, tháng, năm sinh: 14/10/1987 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Chun ngành: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Mã số: 605275 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT CHẤT MÀU BETACYANIN TỪ VỎ QUẢ THANH LONG NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Khảo sát thành phần khối lượng nguyên liệu trái long  Khảo sát q trình trích ly dịch màu betacyanin từ trái long hai dung môi nước cồn tuyệt đối  Đánh giá tính chất hóa lý dịch màu  Xác định hoạt tính oxy hóa c betacyanin theo phương pháp bắt gốc tự DPPH  Khảo sát độ bền chất màu điều kiện bảo quản khác  Đánh giá sơ khả thu sản phẩm dạng bột II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2013 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2015 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Tp HCM, ngày tháng năm 20 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan TRƯỞNG KHOA ii CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI: TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA- ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Thị Hồng Nhan Chữ ký ……………………………….…………………… Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong Chữ ký ……………………………….…………………… Cán chấm nhận xét 2: TS Nguyễn Thị Lan Phi Chữ ký ……………………………….……………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: Truờng Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM Ngày 27 tháng 07 năm 2015 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ bao gồm: Chủ tịch: PGS.TS Lê Thị Kim Phụng PB1: PGS.TS Nguyễn Thị Phương Phong PB2: TS Nguyễn Thị Lan Phi Ủy viên: TS Phan Thị Hoàng Anh Thư ký: TS Hà Cẩm Anh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA iii LỜI CẢM ƠN Lời cảm ơn chân thành xin gởi đến PGS TS Lê Thị Hồng Nhan Th.S Phan Nguyễn Quỳnh Anh, người tận tình hư ớng dẫn tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin gởi lời cảm ơn đến sinh viên Đỗ Huỳnh Quốc hỗ trợ thực nghiệm sinh viên thực đề tài tốt nghiệp phịng thí nghiệm Hóa hữu trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Và tơi gửi làm cám ơn đến gia đình, b ạn bè, người thân, người ủng hộ, giúp suốt thời gian qua Xin cám ơn người động viên chia sẻ tơi Cám ơn tồn thể thầy cơ, cán văn phịng khoa mơn hóa hữu cơ, với cơng nhân viên trường Đại học Bách Khoa.TPHCM nhiệt tình giúp đỡ hỗ trợ cho tơi hồn thành đề tài nghiên cứu iv TĨM TẮT Chất màu thiên nhiên betacyanin, một chất có hoạt tính chống oxy hóa cao được tách chiết từ trái long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) với đối tượng chính là vỏ Tiến hành khảo sát tách chiết chất màu các điều kiện mang lại hiệu suất chiết tốt môi trường EtOH60 với tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 10/1 (mL/g), nhiệt độ 35-45 oC Tiến hành chiết ba lần với các điều kiện , phương pháp ngâm chiết thường cần 90 phút thu được 90 % lượng sản phẩm và ngâm chiết siêu âm cần 30 phút thu được 85 % lượng sản phẩm hai lần chiết Chỉ số kháng oxi hóa vỏ long thấp nhiều so với vitamin C, (IC 50 có giá trị 1310 µg/mL 16,37µg/mL), betacyanin vỏ long cao ( IC 50 = 4,879 µg/mL) Để tạo thành phẩm dạng bột trực tiếp từ dịch chiết khó, nhiên, bổ sung thêm β-cyclodextrin vào 0,5 g 0,8 g sản phẩm dễ dàng tạo bột khô, mịn, màu đẹp và có hương thơm d ịu; ngoài ra, dựa kết quả thử nghiệm bắt gốc tự DPPH khả kháng oxy hố mẫu bột màu mẫu bột ban đầu (IC 50 = 1,031 µg/mL), mẫu có bổ sung βcyclodextrin 0,5 g (IC 50 = 4,707 µg/mL) 0,8 g (IC 50 = 12,589 µg/mL) Màu đỏ tự nhiên dịch betacyanin bị thay đổi môi pH 3, 5, 7, 9, 12 biến đổi từ gam màu đỏ-hồng chuyển dần sang màu vàng-nâu Khảo sát điều kiện bảo quản tốt mẫu cho kết ở nhiệt độ < 10 oC v ABSTRACT A natural betacyanin pigment, the highly antioxidant activitive substance is extracted from the red flesh dragon fruit (Hylocereus Polyrhizus) with the main object is shell of the red flesh dragon fruit Survey extracted the subtance under conditions obtaining the good effect in the environment EtOH60 with solvent/material rate is 10/1 (mL/g) at a temperature of 35-45 oC Betacyanin has been extracted three times with the same conditions, the normal method requires 90 minutes obtained 90 % of the product mass and the ultrasonic method needs 30 minutes gained 85 % of the product mass only in twice extracted The antioxidant index of the red flesh dragon shell is much lower than vitamin C, (IC 50 value respectively 1310 mg/mL and 16,37 mg/mL), but betacyanin in the red flesh dragon shell is higher (IC 50 = 4,879 mg/mL) To create the betacyanin flour product directly from the extracted solution is difficult, however, if it is added βcyclodextrin with the amount from 0,5 g to 0,8 g, which easily creates a dry, smooth, beautiful color flour and a pleasant smell; in addition, basing on test DPPH results about the antioxidant ability is the non β-cyclodextrin flour sample (IC 50 = 1,031 mg/mL) higher than the flour sample with β -cyclodextrin 0,5 g (IC 50 = 4,707 mg/mL) and 0,8 g (IC 50 = 12,589 mg/mL) The natural red color of the betacyanin solution is changed in the environment pH 3, 5, 7, 9, 12 from the red-pink extract solution to the yellow-brown solution The good storage condition survey results for the samples is at temperature < 10 oC vi MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xv DANH MỤC PHỤ LỤC xvi CHƯƠNG 1: LỜI MỞ ĐẦU 1.1.ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2.MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1.3.NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1.KHÁI QUÁT CHẤT MÀU THỰC PHẨM 2.1.1.Giới thiệu màu thực phẩm 2.1.2.Phân loại 2.2.KHÁI QUÁT CHẤT MÀU BETACYANIN 2.2.1.Khái niệm chất màu betalanin và betacyanin 2.2.2.Cấu trúc hóa học 2.2.3.Tính chất vật lý và tính chất hóa học 11 2.2.4.Tác dụng dược học và ứng dụng tạo màu 14 2.2.4.1.Tác dụng dược học 14 vii 2.2.4.2.Ứng dụng tạo màu .16 2.2.5.Tình hình khai thác ứng dụng betacyanin tự nhiên làm chất màu thực phẩm 17 2.3.TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU THANH LONG 18 2.3.1.Tên gọi phân loại 18 2.3.2.Đặc điểm hình thái giá trị dinh dưỡng 19 2.3.2.1.Đặc điểm hình thái 19 2.3.2.2.Giá trị dinh dưỡng .20 2.4.MỘT SỐ NGHIÊN CỨU TRƯỚC ĐÂY 23 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 27 3.1.THIẾT BỊ, DỤNG CỤ VÀ HĨA CHẤT THÍ NGHIỆM 27 3.1.1.Hóa chất .27 3.1.2.Dụng cụ .27 3.1.3.Thiết bị 28 3.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 3.2.1.Xác định độ ẩm 28 3.2.2.Xác định quang phổ hấp thu cực đại (λ vis max ) độ pha loãng mẫu (DF) 29 3.2.3.Xác định hàm lượng betacyanin 29 3.2.4.Phương pháp đo màu theo hệ CIE .30 3.2.5.Xác định hoạt tính kháng oxi hóa mẫu bột betacyanin .32 3.3.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 34 3.3.1.Đánh giá, xử lý bảo quản nguyên liệu 35 3.3.1.1.Xác định thành phần khối lượng long 35 viii 3.3.1.2.Xử lí bảo quản 35 3.3.2.Khảo sát điều kiện trích ly dịch màu betacyanin 35 3.3.3.Khảo sát tính chất dịch màu betacyanin 37 3.3.3.1.Ảnh hưởng của pH 37 3.3.3.2.Khả kháng oxi hóa dịch chiết 38 3.3.3.3.Nghiên cứu phương pháp bảo quản dịch chiết betacyanin 38 3.3.4.Khảo sát sơ khả thu bột màu từ dịch trích ly .39 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 40 4.1.ĐÁNH GIÁ NGUYÊN LIỆU 40 4.1.1.Thành phần khối lượng trái long .40 4.1.2.Độ ẩm nguyên liệu 41 4.1.3.Xác định tính chất dịch chiết .42 4.2.KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY CHẤT MÀU TỪ VỎ TRÁI THANH LONG RUỘT ĐỎ 43 4.2.1.Ảnh hưởng dung mơi trích ly (x) 44 4.2.2.Ảnh hưởng tỷ lệ trích ly (y) 47 4.2.3.Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly (T) 48 4.2.4.Ảnh hưởng thời gian trích ly (t ) 50 4.2.5.Ảnh hưởng số lần trích ly 54 4.2.6.So sánh hai phương pháp trích ly 57 4.3.ĐÁNH GIÁ DỊCH MÀU TRÍCH LY TỪ VỎ THANH LONG ĐỎ 59 4.3.1.Ảnh hưởng pH đến màu sắc dịch chiết .59 4.3.2.Xác định hoạt tính kháng oxy hóa dịch chiết có chứa betacyanin 61 4.3.3.Độ bền chất màu betacyanin .63 ix 4.3.3.2.Ảnh hưởng nhiệt độ 65 4.4.3.3.Ảnh hưởng vitamin C 66 4.4.3.4.Ảnh hưởng pH 67 4.4.THỬ NGHIỆM TẠO SẢN PHẨM DẠNG BỘT 70 4.4.1.Ảnh hưởng β-cyclodextrin 70 4.4.2.Xác định hoạt tính kháng oxi hóa betacyanin có bổ sung βcyclodextrin 73 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 5.1.KẾT LUẬN 76 5.2.KIẾN NGHỊ .77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 83 x ... TÀI: NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT CHẤT MÀU BETACYANIN TỪ VỎ QUẢ THANH LONG NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:  Khảo sát thành phần khối lượng nguyên liệu trái long  Khảo sát trình trích ly dịch màu betacyanin từ. .. biến từ long, vấn đề nghiên cứu thu hồi chất màu betacyanin có vỏ long nhằm ứng dụng công nghiệp thực phẩm cũng cần thiết Với lý đó , xin thực đề tài “NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT CHẤT MÀU BETACYANIN. .. DỊCH MÀU TRÍCH LY TỪ VỎ THANH LONG ĐỎ 59 4.3.1.Ảnh hưởng pH đến màu sắc dịch chiết .59 4.3.2.Xác định hoạt tính kháng oxy hóa dịch chiết có chứa betacyanin 61 4.3.3.Độ bền chất màu betacyanin