Nghiên cứu ảnh hưởng của một số phương pháp sấy đến hoạt chất sinh học và khả năng chống oxy hóa từ thân cây xáo tam phân (paramignya trimera)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA TỪ THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN (PARAMIGNYA TRIMERA) Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Tặng Sinh viên thực hiện: Trần Thị Thúy An Mã số sinh viên: 57131944 Khánh Hịa - 2019 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA TỪ THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN (PARAMIGNYA TRIMERA) GVHD: TS Nguyễn Văn Tặng SVTH: Trần Thị Thúy An MSSV: 57131944 Khánh Hòa, tháng 7/2019 i LỜI CAM ĐOAN Em cam đoan đề tài em thực hướng dẫn khoa học TS Nguyễn Văn Tặng, số liệu kết phân tích trình bày đồ án tốt nghiệp hoàn toàn trung thực Bài đồ án tốt nghiệp khơng trùng với cơng trình nghiên cứu trước phần nhỏ đề tài “Nghiên cứu hoạt chất hoạt tính sinh học từ Xáo tam phân TS Nguyễn Văn Tặng – Trường Đại học Nha Trang” Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm lời cam đoan Nha Trang, ngày 20 tháng 07 năm 2019 Sinh viên Trần Thị Thúy An ii2 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập Trường Đại học Nha Trang, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ thầy cô Em xin chân thành cảm ơn tất quý thầy cô Khoa Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang tận tâm giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức bổ ích năm học qua Em đặc biệt vô cảm ơn thầy TS Nguyễn Văn Tặng tận tình hướng dẫn em từ lúc bắt đầu đến hoàn thành đề tài, thầy truyền đạt cho em thêm kiến thức thú vị kinh nghiệm làm nghiên cứu bổ ích để em hồn thành thời gian nhanh nhất, hiệu Em xin gửi lời cảm ơn cán Trung tâm Thí nghiệm Thực hành Thư viện Trường Đại học Nha Trang, hỗ trợ tận tình tạo điều kiện thuận lợi cho em để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Cuối cùng, em muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè động viên tinh thần giúp đỡ em suốt thời gian thực đồ án Nha Trang, ngày 20 tháng 07 năm 2019 Sinh viên Trần Thị Thúy An iii TÓM TẮT Đề tài “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA TỪ THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN (PARAMIGNYA TRIMERA)” tiến hành nghiên cứu Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, Trường Đại học Nha Trang Xáo tam phân có tên khoa học Paramignya trimera loại thực vật dạng mộc, có chức hỗ trợ điều trị nhiều chứng bệnh, có bệnh ung thư Chính nhờ Xáo tam phân có hợp chất quý cần thiết cho trình tổng hợp bào chế thuốc điều trị bệnh Vì thế, trình sấy khơ mẫu quan trọng để giữ tốt hoạt chất sinh học Hiện nay, chưa có cơng trình nghiên cứu quy trình sấy khơ thân Xáo tam phân Do đó, nghiên cứu tiến hành đánh giá ảnh hưởng năm phương pháp sấy khác (phơi nắng, sấy khơng khí nóng, sấy vi sóng, sấy chân khơng sấy hồng ngoại) khả giữ hàm lượng hoạt chất sinh học khả chống ơxy-hóa, để xác định phương pháp sấy khô phù hợp cho thân Xáo tam phân Dựa kết thu từ nghiên cứu này, phương pháp sấy ảnh hưởng đáng kể đến hoạt chất sinh học khả chống ơxy hóa thân Xáo tam phân Sấy vi sóng 720 W (80%) phương pháp đạt hàm lượng saponins, phenolics tổng số flavonoids tổng số cao số phương pháp sấy (lần lượt tương ứng 50,85 ± 0,52 mg EE/g mẫu khô; 5,99 ± 0,18 mg GAE/g mẫu khô; 7,56 ± 0,53 mg CE/g mẫu khô) Đồng thời, phương pháp có khả chống ơxy-hóa mạnh có thời gian sấy lượng tiêu thụ Vì vậy, phương pháp sấy vi sóng 720 W lựa chọn phù hợp cho quy trình sấy khơ thân Xáo tam phân Từ khóa: Cây Xáo tam phân, phương pháp sấy, hoạt chất sinh học, khả chống ơxy-hóa iv MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC .v DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH VẼ x DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xii PHẦN MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY XÁO TAM PHÂN 1.1.1 Phân loại đặc điểm hình thái 1.1.1.1 Phân loại 1.1.1.2 Đặc điểm hình thái 1.1.2 Phân bố đặc điểm sinh thái 1.1.3 Thành phần hóa học Xáo tam phân 1.1.4 Công dụng Xáo tam phân 1.1.4.1 Theo Y học cổ truyền 1.1.4.2 Theo Y học đại 1.1.4.3 Một số ứng dụng làm thuốc thực phẩm chức 1.1.5 Tổng quan tình hình nghiên cứu Xáo tam phân 1.1.5.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.5.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 1.2 GIỚI THIỆU MỘT SỐ HOẠT CHẤT SINH HỌC 10 1.2.1 Hợp chất saponins 10 1.2.1.1 Định nghĩa 10 1.2.1.2 Phân loại 10 1.2.1.3 Tác dụng sinh học 11 1.2.2 Hợp chất phenolics 12 1.2.2.1 Định nghĩa 12 v5 1.2.2.2 Phân loại 12 1.2.2.3 Tác dụng sinh học 13 1.2.3 Hợp chất flavonoids 13 1.2.3.1 Định nghĩa 13 1.2.3.2 Phân loại 13 1.2.3.3 Tác dụng sinh học 14 1.3 Q TRÌNH ƠXY-HĨA - GỐC TỰ DO VÀ CHẤT CHỐNG ƠXY-HĨA 15 1.3.1 Q trình ơxy-hóa - gốc tự 15 1.3.2 Chất chống ơxy-hóa 16 1.4 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH CHỐNG ƠXY-HĨA18 1.4.1 Phương pháp xác định khả khử gốc tự DPPH (DRSC) 18 1.4.2 Phương pháp khả chống ơxy-hóa cách khử sắt (FRAP) 18 1.5 TỔNG QUAN VỀ SẤY 19 1.5.1 Khái niệm sấy 19 1.5.2 Các giai đoạn trình sấy 20 1.5.2.1 Giai đoạn làm nóng vật 20 1.5.2.2 Giai đoạn sấy đẳng tốc 20 1.5.2.3 Giai đoạn sấy giảm tốc 20 1.5.3 Cơ chế khuếch tán ẩm khỏi nguyên liệu trình sấy 20 1.5.3.1 Quá trình khuếch tán nội .20 1.5.3.2 Quá trình khuếch tán ngoại 20 1.5.3.3 Mối quan hệ trình khuếch tán nội khuếch tán ngoại 21 1.6 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY 21 1.6.1 Phương pháp sấy tự nhiên 21 1.6.2 Phương pháp sấy nhân tạo 21 1.6.2.1 Sấy vi sóng 22 1.6.2.2 Sấy khơng khí nóng .22 1.6.2.3 Sấy hồng ngoại 22 1.6.2.4 Sấy chân không 23 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1 NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT, HĨA CHẤT PHÂN TÍCH VÀ THIẾT BỊ 24 2.1.1 Nguyên liệu thực vật 24 vi 2.1.2 Hóa chất phân tích 24 2.1.3 Thiết bị 24 2.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.2.1 Bố trí thí nghiệm tổng quát 25 2.2.2 Bố trí thí nghiệm chuẩn bị mẫu khơ .27 2.2.3 Bố trí thí nghiệm xác định tính chất hóa lý đánh giá chất lượng thân Xáo tam phân khô hiệu phương pháp sấy 28 2.2.3.1 Năng suất sấy 28 2.2.3.2 Thời gian sấy tiêu thụ lượng 29 2.2.3.3 Độ ẩm dư 29 2.2.3.4 Hoạt độ nước 30 2.2.4 Bố trí thí nghiệm trích ly mẫu khơ 30 2.2.5 Bố trí thí nghiệm xác định suất chiết hàm lượng hoạt chất sinh học thân Xáo tam phân khô 31 2.2.5.1 Xác định suất chiết 31 2.2.5.2 Phân tích hàm lượng saponins (SC) 31 2.2.5.3 Phân tích hàm lượng phenolics tổng số (TPC) .32 2.2.5.4 Phân tích hàm lượng flavonoids tổng số (TFC) 32 2.2.6 Bố trí thí nghiệm xác định khả chống ơxy-hóa thân Xáo tam phân khô .32 2.2.6.1 Xác định khả bắt gốc tự DPPH (DRSC) 32 2.2.6.2 Xác định khả chống ơxy-hóa cách khử sắt (FRAP) 33 2.3 XỬ LÝ SỐ LIỆU THỰC NGHIỆM 33 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .34 3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN KHÔ 34 3.1.1 Ảnh hưởng phương pháp sấy đến thời gian sấy, tiêu thụ lượng, độ ẩm dư hoạt độ nước thân Xáo tam phân khô 34 3.1.2 Ảnh hưởng phương pháp sấy đến suất sấy suất chiết thân Xáo tam phân khô 36 3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC CỦA THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN KHÔ 38 vii 3.2.1 Hàm lượng saponins (SC) 39 3.2.2 Hàm lượng phenolics tổng số (TPC) 39 3.2.3 Hàm lượng flavonoids tổng số (TFC) 40 3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA CỦA THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN KHÔ .40 3.3.1 Khả khử gốc tự DPPH (DRSC) 41 3.3.2 Khả chống ơxy-hóa cách khử sắt (FRAP) 42 3.4 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẤY THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN PHÙ HỢP NHẤT 42 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 46 4.1 KẾT LUẬN 46 4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 55 PHỤ LỤC 1: MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG ĐỀ TÀI 55 PHỤ LỤC 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 59 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XỬ LÝ SPSS 63 PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI 70 viii Hình PL1.9 Mẫu dịch chiết tươi 60 oC 80 oC Hình PL1.10 Mẫu dịch chiết phơi nắng 100 oC 270 W 450 W 720 W Hình PL1.11 Mẫu dịch chiết sấy khơng khí Hình PL1.12 Mẫu dịch chiết sấy vi sóng lần nóng 60 oC, 80 oC 100 oC lượt 270 W, 450 W 720 W 60 oC 80 oC 100 oC 35oC 40 oC 45 oC Hình PL1.13 Mẫu dịch chiết sấy chân khơng Hình PL1.14 Mẫu dịch chiết sấyhồng ngoại 60 oC, 80 oC 100 oC 35 oC, 40 oC 45 oC 57 Hình PL1.15 Mẫu trắng (bên phải) Hình PL1.16 Mẫu trắng (bên trái) mẫu thử (bên trái) thí nghiệm đo SC mẫu thử (bên phải) thí nghiệm đo TPC Hình PL1.17 Mẫu trắng (bên trái) Hình PL1.18 Mẫu trắng (bên phải) mẫu thử (bên phải) thí nghiệm đo TFC mẫu thử (bên trái) thí nghiệm đo DPPH Hình PL1.19 Mẫu trắng (bên phải) mẫu thử (bên trái) thí nghiệm đo FRAP 58 PHỤ LỤC 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Xây dựng đường chuẩn escin Lấy viên thuốc Aescin-một loại chế phẩm escin chứa 20 mg escin/viên đem giã thành bột, cho vào ống nghiệm nhựa với 40 ml methanol 100% mang vortex lọc qua giấy lọc, ta dung dịch escin có nồng độ 500 ppm Tiếp tục pha lỗng nồng độ khác (400 ppm, 300 ppm, 200 ppm, 100 ppm, 50 ppm) cách: ● Nồng độ 400 ppm: ml dung dịch escin 500 ppm + ml methanol 100% ● Nồng độ 300 ppm: ml dung dịch escin 500 ppm + ml methanol 100% ● Nồng độ 200 ppm: ml dung dịch escin 500 ppm + ml methanol 100% ● Nồng độ 100 ppm: ml dung dịch escin 500 ppm + ml methanol 100% ● Nồng độ 50 ppm: 0,5 ml dung dịch escin 500 ppm + 4,5 ml methanol 100% Tiến hành xây dựng đường chuẩn tương tự cách tiến hành xác định hàm lượng saponins dịch chiết Kết xây dựng đường chuẩn sau: Hình PL2.1 Đường chuẩn escin Xây dựng đường chuẩn acid gallic Cân xác 0,01 g acid gallic vào cốc thủy tinh thêm 100 ml nước cất, hòa tan hịa hồn tồn acid gallic ta dung dịch acid gallic có nồng độ 100 ppm Tiếp tục pha lỗng nồng độ khác (80 ppm, 60 ppm, 40 ppm, 20 ppm) cách: ● Nồng độ 80 ppm: ml dung dịch acid gallic 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 60 ppm: ml dung dịch acid gallic 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 40 ppm: ml dung dịch acid gallic 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 20 ppm: ml dung dịch acid gallic 100 ppm + ml nước cất 59 Tiến hành xây dựng đường chuẩn tương tự cách tiến hành xác định hàm lượng phenolics tống số dịch chiết Kết xây dựng đường chuẩn sau: Hình PL2.2 Đường chuẩn acid gallic Xây dựng đường chuẩn catechol Cân xác 0,002 g catechol vào cốc thủy tinh thêm 200 ml nước cất, hịa tan hịa hồn tồn catechol ta dung dịch catechol có nồng độ 100 ppm Tiếp tục pha loãng nồng độ khác (80 ppm, 60 ppm, 40 ppm, 20 ppm) cách: ● Nồng độ 80 ppm: ml dung dịch catechol 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 60 ppm: ml dung dịch catechol 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 40 ppm: ml dung dịch catechol 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 20 ppm: ml dung dịch catechol 100 ppm + ml nước cất Tiến hành xây dựng đường chuẩn tương tự cách tiến hành xác định hàm lượng flavonoids tống số dịch chiết Kết xây dựng đường chuẩn sau: Hình PL2.3 Đường chuẩn catechol 60 Xây dựng đường chuẩn DPPH Pha dung dịch DPPH gốc nồng (stock solution) độ 24000 ppm cách cân xác 0,003 g DPPH pha 12,5 ml metanol 100% Pha dung dịch DPPH phản ứng (working solution): 1ml DPPH 24000 ppm + 39 ml metanol 100% , ta dung dịch DPPH có nồng độ 600 ppm Tiếp tục pha loãng nồng độ khác (500 ppm, 400 ppm, 300 ppm, 200 ppm, 100 ppm) cách: ● Nồng độ 500 ppm: ml dung dịch DPPH 100 ppm + ml metanol 100% ● Nồng độ 400 ppm: ml dung dịch DPPH 100 ppm + ml metanol 100% ● Nồng độ 300 ppm: ml dung dịch DPPH 100 ppm + ml metanol 100% ● Nồng độ 200 ppm: ml dung dịch DPPH 100 ppm + ml metanol 100% ● Nồng độ 100 ppm: ml dung dịch DPPH 100 ppm + ml metanol 100% Tiến hành xây dựng đường chuẩn tương tự cách tiến hành xác định khả khử gốc tự DPPH dịch chiết Kết xây dựng đường chuẩn sau: Hình PL2.4 Đường chuẩn DPPH Xây dựng đường chuẩn Fe(II) Cân xác 0,009 g FeSO4.7H2O vào cốc thủy tinh, thêm 10 ml nước cất hịa tan hồn tồn chuyển vào bình định mức 50 ml thêm nước cất đến vạch bình, ta dung dịch Fe(II) có nồng độ 100 ppm Tiếp tục pha loãng nồng độ khác (50 ppm, 40 ppm, 30 ppm, 20 ppm, 10 ppm) cách: ● Nồng độ 50 ppm: 2,5 ml dung dịch Fe(II) 100 ppm + 2,5 ml nước cất ● Nồng độ 40 ppm: ml dung dịch Fe(II) 100 ppm + ml nước cất ● Nồng độ 30 ppm: 1,5 ml dung dịch Fe(II) 100 ppm + 3,5 ml nước cất ● Nồng độ 20 ppm: ml dung dịch Fe(II) 100 ppm + ml nước cất 61 ● Nồng độ 10 ppm: 0,5 ml dung dịch Fe(II) 100 ppm + 4,5 ml nước cất Tiến hành xây dựng đường chuẩn tương tự cách tiến hành xác định khả chống ơxy-hóa cách khử sắt dịch chiết Kết xây dựng đường chuẩn sau: Hình PL2.5 Đường chuẩn Fe(II) 62 PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XỬ LÝ SPSS Test of Homogeneity of Variances Levene df1 Statistic NSsay df2 Sig 1282646609 5896280,00 13 14 ,000 Doamdu 3,139 13 28 ,005 HDnuoc 2,256 13 28 ,035 NSchiet ,171 13 28 ,999 Saponins 2,886 13 22 ,014 TPC 1,472 13 28 ,190 TFC 1,449 13 28 ,199 DPPH 1,600 13 28 ,144 FRAP 7,190 13 28 ,000 63 ANOVA NSsay Doamdu HDnuoc NSchiet Saponins TPC TFC DPPH FRAP Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Between Groups Within Groups Total Sum of Squares Mean Square df 6289,532 13 483,810 18,003 6307,535 14 27 1,286 2001,520 13 153,963 9,329 2010,849 28 41 ,333 ,817 13 ,063 ,000 ,817 28 41 ,000 80,989 13 6,230 263,896 344,885 28 41 9,425 3836,072 13 295,082 175,471 4011,543 22 35 7,976 18,101 13 1,392 1,112 19,213 28 41 ,040 83,804 13 6,446 7,176 90,981 28 41 ,256 1598,508 13 122,962 284,596 1883,104 28 41 10,164 67,085 13 5,160 9,489 76,575 28 41 ,339 64 F Sig 376,227 ,000 462,117 ,000 19417,69 ,000 ,661 ,782 36,996 ,000 35,068 ,000 25,152 ,000 12,098 ,000 15,227 ,000 65 HDnuoc PPsay N Duncan 17 ,3053 14 ,3397 16 ,3557 15 ,3777 13 110 113 11 12 112 19 111 18 114 Sig 1,000 1,000 1,000 1,000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Subset for alpha = 0.05 10 11 a ,3907 1,000 a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3,000 66 ,4023 ,4023 ,4037 ,400 ,4293 ,4317 ,123 ,4403 1,000 ,4517 1,000 ,4917 1,000 ,9130 1,000 67 70 68 71 69 72 PHỤ LỤC 4: MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI Lò vi sóng Máy UV-Vis Libra Bể ổn nhiệt Máy đo hoạt độ nước HYGROL AB 70 73 Máy đo nhiệt độ độ ẩm môi trường xung quanh Tủ sấy khơng khí nóng UM400 Tủ sấy hồng ngoại Tủ sấy chân không 71 74 ... định ảnh hưởng phương pháp sấy đến hoạt chất sinh học thân Xáo tam phân + Xác định ảnh hưởng phương pháp sấy đến khả chống ơxy -hóa thân Xáo tam phân  Nội dung nghiên cứu: Đánh giá ảnh hưởng phương. .. phương pháp sấy đến tính chất hóa lý thân Xáo tam phân khô Đánh giá ảnh hưởng phương pháp sấy đến hàm lượng hoạt chất sinh học thân Xáo tam phân khô Đánh giá ảnh hưởng phương pháp sấy đến khả chống. .. 2019 Sinh viên Trần Thị Thúy An iii TÓM TẮT Đề tài “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐẾN HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA TỪ THÂN CÂY XÁO TAM PHÂN (PARAMIGNYA TRIMERA)? ??