Nghiên cứu quá trình trích ly anthogyanin từ đài hoa bụp giấm (hibiscus sabdariffal) trong hệ dung môi nước

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VŨ THỊ THANH TÂM NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) TRONG HỆ DUNG MÔI NƯỚC Chuyên ngành : Kỹ Thuật Hóa Hữu Cơ LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: VŨ THỊ THANH TÂM Phái: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 12/09/1981 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Chun ngành: Cơng nghệ Hóa Học MSHV: 00507380 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) TRONG HỆ DUNG MÔI NƯỚC 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: nghiệm Khảo sát quy trình trích ly anthocyanin từ đài hoa bụp giấm quy mơ phịng thí Khảo sát quy trình trích ly anthocyanin từ đài hoa bụp giấm với hệ dung môi nước quy mô pilot - Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ, pH, ánh sáng đến độ bền màu anthocyanin - Kiểm tra hoạt tính kháng oxy hóa - Kiểm tra chất lượng bột màu sản phẩm 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 30/06/2008 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 06/07/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRẦN THỊ VIỆT HOA TS LÊ THỊ HỒNG NHAN Nội dung đề cương Luận văn Thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) I CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm II LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Cô Lê Thị Hồng Nhan, Cô Trần Thị Việt Hoa tồn thể q thầy tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho năm học trường Đại Học Bách Khoa suốt thời gian thực luận văn Tôi xin cảm ơn bạn thực luận văn Phịng thí nghiệm Kỹ thuật Hữu cơ, sinh viên Nguyễn Tấn Lộc, sinh viên Lý Hoàng Vũ anh chị đồng nghiệp Trường Đại Học Tơn Đức Thắng hỗ trợ tơi hồn thành tốt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn quan tâm, động viên, giúp đỡ gia đình bè bạn III TĨM TẮT Với mục đích xây dựng quy trình trích ly anthocyanin hồn chỉnh từ đài hoa bụp giấm Hibiscus Sabdariffa L hệ dung môi nước, ứng dụng để sản xuất phẩm màu thực phẩm hạn chế tác động đến môi trường, công trình nghiên cứu đạt kết sau: Các điều kiện thích hợp để trích dịch màu cao rắn anthocyanin quy mơ phịng thí nghiệm là:  Dịch màu: trích với tỷ lệ trích 8/1 (g/ml) 80oC thời gian 30 phút hàm lượng anthocyanin dung dịch khoảng 208 mg/l  Cao rắn: trích với tỷ lệ trích 8/1 (g/ml) 60oC thời gian 30 phút hiệu suất thu cao khoảng 42%, hàm lượng anthocyanin cao khoảng 16mg/g hay 1.6% Qua khảo sát thực thiết bị pilot Comlex – 01, kết thích hợp cho q trình trích ly anthocynin từ đài hoa bụp giấm khơ là:  Nguyên liệu xay nhỏ  Tỷ lệ scale-up từ 1:50 đến 1:200  Tỷ lệ thể tích dung mơi khối lượng nguyên liệu 9/1 nhiệt độ 60oC thời gian 30 phút Độ bền màu sản phẩm khảo sát dạng bột màu khô dung dịch điều kiện bảo quản khác (pH, nhiệt độ, ánh sáng, thời gian) Trong đề tài này, hoạt chất anthocyanin màu sắc sản phẩm nghiên cứu với ba thông số đáp ứng phương pháp pH vi sai, phương pháp xác định số polymer nâu hoá phương pháp đo màu theo hệ CIE Bột màu sản phẩm thể khả kháng oxy hoá tốt với số IC50 phương pháp DPPH 272.09µg/ml 305.48µg/ml phương pháp MDA Bột màu sản phẩm đạt tiêu chuẩn vi sinh hoá lý theo định số 46/2007/QĐ/BYT Bộ y tế IV ABSTRACT In this project, investigations of extracting anthocyanin colorant from calyces of roselle, Hibiscus Sabdariffa L using water as green solvent were carried out The obtain results were: For lab-scale process, blended calyces was extracted with water at 80oC, the liquid/solid ratio of 8/1 (ml/g) for 30 mins and filtrate can be used as a liquid colorant For anthocyanin colorant powder, temperature of the process was changed to 60oC and filtrate was condensed to dry powder by rotary evaporator in yield of 42.6% For pilot-scale with Complex-01, the extract condition was similar to the lab-scale In the Complex-01 system, extracting color from blended calyces could be used in the scale-up ratio of 1:50 to 1:200 and was better than that from un-blended materials Stability of the powder colorant was investigated in two forms (as dried powder and solution) and different storing conditions (pH, temperature, radiation, time) Investigations were evaluated by three ways: total concentration of anthocyanin by pH differential method, indices for polymerized color and browning and appearance color by CIE system The powder product satisfied all Vietnamese standards for food colorant with anthocyanin concentration of 2.6% Antioxidant characteristics of the product is so hight when compared to Vitamin C and Trolox V MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ I LỜI CẢM ƠN III TÓM TẮT IV ABSTRACT V MỤC LỤC VI DANH SÁCH HÌNH X DANH SÁCH BẢNG XIV DANH SÁCH PHỤ LỤC XV MỞ ĐẦU XX CHƯƠNG TỔNG QUAN .1 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÂY BỤP GIẤM 1.1.1 Tên gọi 1.1.2 Đặc điểm thực vật 1.1.3 Phân bố .2 1.1.4 Thu hái .2 1.1.5 Thành phần 1.1.6 Dược tính 1.2 ANTHOCYANIN 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc độ bền màu anthocyanin .5 1.2.2.1 Cấu trúc anthocyanin 1.2.2.2 pH 1.2.2.3 Nhiệt độ 10 1.2.2.4 Các tác nhân oxy hoá 10 1.2.2.5 Sulphur dioxide (SO2) 11 1.2.2.6 Enzyme 12 1.2.2.7 Ánh sáng 12 VI 1.2.2.8 Kim loại 12 1.2.2.9 Q trình copigment hố 13 1.2.3 Các phương pháp xác định theo dõi thay đổi hàm lượng chất màu sản phẩm anthocyanin 13 1.2.3.1 Phương pháp pH vi sai 14 1.2.3.2 Phương pháp xác định số polymer nâu hóa 15 1.2.3.3 Phương pháp đo màu theo hệ CIE 16 1.2.4 Anthocyanin với vai trò chất màu thực phẩm 18 1.3 MỘT SỐ CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ANTHOCYANIN TỪ CÂY BỤP GIẤM: 19 1.4 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU 21 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 22 2.1 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 23 2.2.2 Xác định độ ẩm 24 2.2.3 Xác định hàm lượng anthocyanin tổng 24 2.2.3.1 Hoá chất 24 2.2.3.2 Tiến hành thí nghiệm 25 2.2.4 Xác định số polymer nâu hoá: 26 2.2.4.1 Hoá chất 26 2.2.4.2 Tiến hành thí nghiệm 27 2.2.5 Xác định màu sắc khả kiến sản phẩm theo phương pháp đo màu theo hệ CIE 27 2.2.6 Xác định khả kháng oxy hóa 28 2.2.6.1 Phương pháp đánh bắt gốc tự thử nghiệm DPPH 28 2.2.6.2 Phương pháp xác định sản phẩm q trình peroxy hố lipid (định lượng MDA) 29 2.2.6.3 Tính tốn kết 29 2.3 QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU 29 2.3.1 Khảo sát điều kiện trích ly anthocyanin quy mơ phịng thí nghiệm 29 2.3.1.2 Khảo sát điều kiện trích ly dịch anthocyanin 30 VII 2.3.1.3 Khảo sát điều kiện trích ly cao rắn anthocyanin 31 2.3.1.4 Đánh giá khả trích ly 32 2.3.2 Khảo sát điều kiện trích ly anthocyanin quy mơ pilot 33 2.3.3 Khảo sát độ bền màu cao anthocyanin 35 2.3.3.1 Khảo sát độ bền anthocyanin dung dịch 36 2.3.3.2 Khảo sát độ bền anthocyanin dạng khô 37 2.3.4 Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa anthocyanin 38 2.3.5 Kiểm tra chất lượng bột màu sản phẩm 39 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU & BÀN LUẬN 40 3.1 CHUẨN BỊ NGUYÊN LIỆU 40 3.1.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu 40 3.1.2 Xác định phổ hấp thu cực đại 40 3.2 ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY ANTHOCYANIN Ở QUY MƠ PHỊNG THÍ NGHIỆM 41 3.2.1 Khảo sát điều kiện trích ly dịch anthocyanin 42 3.2.1.1 Ảnh hưởng tỷ lệ trích ly 42 3.2.1.2 Ảnh hưởng thời gian trích ly 43 3.2.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly 44 3.2.2 Khảo sát điều kiện trích ly cao rắn anthocyanin 45 3.2.2.1 Ảnh hưởng tỷ lệ trích ly 45 3.2.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly 46 3.2.2.3 Ảnh hưởng thời gian trích ly 47 3.2.3 Nhận xét 48 3.2.4 Đánh giá khả trích ly 49 3.2.4.1 Hiệu trích ly 49 3.2.4.2 So sánh lực trích ly nước ethanol nồng độ khác 50 3.2.4.3 Ảnh hưởng chất lượng nguyên liệu 52 3.3 ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY ANTHOCYANIN Ở QUY MÔ PILOT 54 3.3.1 Khảo sát tỷ lệ khai triển 54 3.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ trích ly 58 3.3.3 Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu 59 VIII 3.3.4 Kết luận 62 3.4 KHẢO SÁT ĐỘ BỀN CỦA CAO ANTHOCYANIN 62 3.4.1 Khảo sát độ bền cao anthocyanin dung dịch 62 3.4.1.1 Khảo sát độ bền cao anthocyanin dung dịch theo pH 63 3.4.1.2 Khảo sát độ bền cao anthocyanin theo nhiệt độ 66 3.4.1.3 Nhận xét 67 3.4.2 Khảo sát độ bền cao anthocyanin dạng rắn 69 3.4.2.2 Khảo sát độ bền cao anthocyanin theo số polymer nâu hoá chất màu 73 3.4.2.4 Kết luận 78 3.5 KHẢO SÁT HOẠT TÍNH KHÁNG OXY HÓA CỦA ANTHOCYANIN 80 3.6 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG BỘT MÀU SẢN PHẨM: 82 CHƯƠNG KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 PHỤ LỤC 95 IX Phụ lục 68: Số liệu khảo sát độ bền mẫu MD30 sáng theo thời gian với biến đổi tổng hàm lượng anthocyanin ngày mo ktđ (g) 0.5023 0.5017 0.5022 0.5026 520 0.328 0.325 0.323 0.323 pH 700 0.003 0.003 0.003 0.003 520 0.048 0.049 0.049 0.05 pH 4.5 700 0.005 0.005 0.005 0.005 A 0.282 0.278 0.276 0.275 18.75 18.51 18.36 18.27 acao - mg/g 18.63 18.31 S (%) 100.00 98.31 0.5024 0.319 0.003 0.045 0.005 0.276 18.35 18.34 98.47 0.5025 0.319 0.003 0.045 0.005 0.276 18.34 0.5024 0.5025 0.317 0.32 0.003 0.003 0.047 0.047 0.005 0.005 0.272 0.275 18.08 18.28 18.18 97.58 10 0.5027 0.5019 0.318 0.317 0.003 0.003 0.047 0.044 0.005 0.005 0.273 0.275 18.14 18.30 18.22 97.80 15 0.5020 0.5023 0.313 0.319 0.003 0.003 0.048 0.048 0.005 0.005 0.267 0.273 17.76 18.15 17.96 96.40 20 0.5022 0.5023 0.314 0.311 0.003 0.003 0.048 0.049 0.005 0.005 0.268 0.264 17.82 17.55 17.69 94.96 25 0.5026 0.5022 0.312 0.312 0.003 0.003 0.048 0.048 0.005 0.005 0.266 0.266 17.68 17.69 17.68 94.92 Phụ lục 69: Số liệu khảo sát độ bền mẫu MD30 sáng theo thời gian với biến đổi số polymer nâu hóa ngày Nước Bisulfit CD PE %PE 420 520 700 420 520 700 0.048 0.087 0.004 0.016 0.006 0.002 2.54 0.36 14.17 14.29 0.047 0.086 0.004 0.016 0.006 0.002 2.50 0.36 14.40 0.047 0.086 0.004 0.016 0.006 0.002 2.50 0.36 14.40 14.34 0.048 0.086 0.004 0.015 0.007 0.002 2.52 0.36 14.29 0.048 0.085 0.004 0.016 0.007 0.002 2.50 0.38 15.20 14.86 0.047 0.085 0.004 0.014 0.008 0.002 2.48 0.36 14.52 0.047 0.085 0.004 0.015 0.007 0.002 2.48 0.36 14.52 15.17 10 0.045 0.083 0.004 0.015 0.008 0.002 2.40 0.38 15.83 0.045 0.086 0.004 0.016 0.007 0.002 2.46 0.38 15.45 15.64 15 0.045 0.083 0.004 0.016 0.007 0.002 2.40 0.38 15.83 0.046 0.083 0.004 0.016 0.007 0.002 2.42 0.38 15.70 15.70 20 0.046 0.083 0.004 0.016 0.007 0.002 2.42 0.38 15.70 0.046 0.086 0.004 0.017 0.008 0.002 2.48 0.42 16.94 17.27 25 0.047 0.086 0.004 0.018 0.008 0.002 2.50 0.44 17.60 0.046 0.088 0.004 0.018 0.009 0.002 2.52 0.46 18.25 17.91 140 0.048 0.091 0.004 0.018 0.009 0.002 2.62 0.46 17.56 Phụ lục 70: Số liệu khảo sát độ bền mẫu MD30 sáng theo thời gian với biến đổi độ sai lệch màu sắc ngày L C h ΔL ΔC Δh ΔE 32.60 32.70 32.81 32.38 31.00 31.05 0.00 0.00 0.00 0.00 32.80 31.95 31.10 32.82 32.66 32.97 32.63 31.30 31.30 0.04 0.25 0.25 0.36 32.50 32.29 31.30 32.63 32.69 32.47 32.17 31.60 31.65 0.02 0.22 0.60 0.64 32.74 31.86 31.70 32.70 32.45 30.81 31.27 31.40 31.20 0.25 1.12 0.15 1.15 10 32.20 31.72 31.00 32.76 32.56 31.11 31.41 31.60 31.60 0.14 0.98 0.55 1.13 15 32.36 31.70 31.60 32.64 32.77 32.16 31.79 30.30 30.40 0.07 0.60 0.65 0.88 20 32.90 31.41 30.50 31.99 32.14 31.66 31.53 31.40 31.60 0.56 0.85 0.55 1.16 25 32.29 31.40 31.80 31.77 32.17 30.92 31.34 31.30 31.10 0.54 1.04 0.05 1.17 32.56 31.76 30.90 Phụ lục 71: Số liệu khảo sát độ bền mẫu MD30 tối theo thời gian với biến đổi tổng hàm lượng anthocyanin ngày mo ktđ (g) 0.5023 0.5017 0.5025 0.5021 520 0.328 0.325 0.32 0.321 pH 700 0.003 0.003 0.003 0.003 520 0.048 0.049 0.045 0.044 pH 4.5 700 0.005 0.005 0.005 0.005 A 0.282 0.278 0.277 0.279 18.75 18.51 18.41 18.56 acao - mg/g 18.63 18.48 S (%) 100.00 99.22 0.5028 0.321 0.003 0.048 0.005 0.275 18.27 18.34 98.42 0.5027 0.321 0.003 0.046 0.005 0.277 18.40 0.5029 0.5018 0.319 0.319 0.003 0.003 0.046 0.045 0.005 0.005 0.275 0.276 18.26 18.37 18.32 98.33 10 0.5029 0.5030 0.319 0.319 0.003 0.003 0.046 0.045 0.005 0.005 0.275 0.276 18.26 18.33 18.30 98.21 15 0.5024 0.5028 0.322 0.319 0.003 0.003 0.049 0.048 0.005 0.005 0.275 0.273 18.28 18.13 18.21 97.74 20 0.5023 0.5029 0.316 0.318 0.003 0.003 0.048 0.048 0.005 0.005 0.27 0.272 17.95 18.06 18.01 96.67 25 0.5024 0.5028 0.317 0.316 0.003 0.003 0.048 0.048 0.005 0.005 0.271 0.27 18.01 17.93 17.97 96.49 141 Phụ lục 72: Số liệu khảo sát độ bền mẫu MD30 tối theo thời gian với biến đổi số polymer nâu hóa ngày Nước Bisulfit CD PE %PE 420 520 700 420 520 700 0.048 0.087 0.004 0.016 0.006 0.002 2.54 0.36 14.17 14.29 0.047 0.086 0.004 0.016 0.006 0.002 2.50 0.36 14.40 0.047 0.086 0.004 0.015 0.006 0.002 2.50 0.34 13.60 14.40 0.047 0.086 0.004 0.015 0.008 0.002 2.50 0.38 15.20 0.048 0.087 0.004 0.016 0.007 0.002 2.54 0.38 14.96 14.74 0.047 0.085 0.004 0.014 0.008 0.002 2.48 0.36 14.52 0.047 0.085 0.004 0.015 0.007 0.002 2.48 0.36 14.52 15.17 10 0.045 0.083 0.004 0.015 0.008 0.002 2.40 0.38 15.83 0.047 0.086 0.004 0.016 0.007 0.002 2.50 0.38 15.20 15.39 15 0.047 0.083 0.004 0.016 0.007 0.002 2.44 0.38 15.57 0.046 0.084 0.004 0.016 0.007 0.002 2.44 0.38 15.57 15.77 20 0.045 0.082 0.004 0.016 0.007 0.002 2.38 0.38 15.97 0.045 0.085 0.004 0.017 0.008 0.002 2.44 0.42 17.21 17.55 25 0.045 0.086 0.004 0.017 0.009 0.002 2.46 0.44 17.89 0.047 0.091 0.004 0.018 0.009 0.002 2.60 0.46 17.69 17.90 0.046 0.089 0.004 0.018 0.009 0.002 2.54 0.46 18.11 Phụ lục 73: Số liệu khảo sát độ bền mẫu MD30 tối theo thời gian với biến đổi độ sai lệch màu sắc ngày L C h ΔL ΔC Δh ΔE 32.6 32.7 32.81 32.38 31 31.05 0.00 0.00 0.00 0.00 32.8 31.95 31.1 32.62 32.68 32.24 32.165 31.2 31.3 0.02 0.21 0.25 0.33 32.74 32.09 31.4 32.39 32.305 31.68 31.805 31.6 31.4 0.40 0.58 0.35 0.78 32.22 31.93 31.2 32.39 32.44 31.53 31.435 31.1 31.2 0.26 0.95 0.15 0.99 10 32.49 31.34 31.3 32.38 32.435 31.63 31.67 31.7 31.6 0.27 0.71 0.55 0.94 15 32.49 31.71 31.5 32.27 32.215 32.86 32.855 30.7 30.65 0.48 0.48 0.40 0.79 20 32.16 32.85 30.6 31.65 31.795 31.69 31.735 31 31.2 0.91 0.65 0.15 1.12 25 31.94 31.78 31.4 32.01 32.07 31.6 31.575 31 30.95 0.63 0.81 0.10 1.03 142 32.13 31.55 30.9 Phụ lục 74: Kết khảo sát hoạt tính kháng oxi hóa bột màu sản phẩm Trung tâm Sâm Dược liệu Thành phố Hồ Chí Minh 143 144 145 Phụ lục 75: Kết kiểm tra tiêu chuẩn Hoá lý bột màu sản phẩm Viện Pasteur 146 Phụ lục 76: Kết kiểm tra tiêu chuẩn Vi sinh bột màu sản phẩm Viện Pasteur 147 Phụ lục 77: Kết kiểm tra hàm lượng kim loại nặng bột màu sản phẩm Viện Công nghệ hoá học 148 Phụ lục 78: Bài báo “Chất màu anthocyanin từ đài hoa bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) trích dung mơi nước”, Tạp chí Hóa học T.47 (4A), Tr 413-417, 2009 Đến tòa soạn ngày 6/6/2009 CHẤT MÀU ANTHOCYANIN TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM (Hibiscus Sabdariffa L.) TRÍCH BẰNG DUNG MÔI NƯỚC EXTRACTED ANTHOCYANIN COLORANT FROM CALYCES OF ROSELLE (Hibiscus Sabdariffa L.) BY WATER AS A GREEN SOLVENT Lê Thị Hồng Nhan*1, Vũ Thị Thanh Tâm1, Nguyễn Tấn Lộc1, Lý Hoàng Vũ2 1Đại học Bách Khoa-Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh 2Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh Abstract o The dried calyces of Roselle (Hibiscus Sabdariffa L.) was extracted with water at 80 C, the liquid/solid ratio of 8/1 (ml/g) for 30 mins and filtrate can be used as a liquid colorant For anthocyanin colorant powder, temperature of the process was changed to o 60 C and filtrate was condensed to dry powder by rotary evaporator in yield of 42.6% The powder product satisfied all Vietnamese standards for food colorant with anthocyanin concentration of 2.6% Antioxidant characteristics of the product were examined and compared to Vitamin C and Trolox I GIỚI THIỆU Màu sắc số quan trọng giá trị cảm quan sản phẩm Ngày nay, việc thay phẩm màu hóa học chất màu tự nhiên quan tâm nhiều an tồn đem lại nhiều ưu điểm việc sử dụng chất màu tổng hợp Anthocyanin, nhóm hợp chất phenolic, có màu sắc đa dạng từ cam đến xanh lam, đáp ứng phần nhu cầu tìm kiếm người tiêu dùng [1, 2] Anthocyanin chấp nhận làm chất màu sử dụng thực phẩm Hoa Kỳ (chất màu mã số 21 CFR 73.250 21 CFR 73.260) hay châu Âu (chất màu mã số E 163) [3] dùng nhiều sản phẩm thức uống, bánh kẹo có pH thấp [4] sản phẩm mỹ phẩm [5] Ngồi ra, anthocyanin cịn có khả chống oxy hóa cao, chống lão hóa, hạn chế suy giảm sức đề kháng, có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế phát triển tế bào ung thư, tác dụng chống tia phóng xạ, hạ huyết áp… [6-9] nên dùng hoạt chất bảo vệ sức khỏe sản phẩm Một nguồn sản xuất chất màu anthocyanin quan tâm từ đài hoa bụp giấm Hibiscus Sabdariffa L Tại Việt Nam, bụp giấm triển khai canh tác phổ biến tỉnh miền Trung miền Đông Nam Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu chưa sử dụng hiệu Mục tiêu sâu vào nghiên cứu sản xuất chất màu hoàn chỉnh, dung môi xanh, đảm bảo tiêu chuẩn sử dụng thực phẩm cần thiết để nâng cao giá trị sử dụng nguồn chất màu tự nhiên Việt Nam bụp giấm Bài báo trình bày số kết xây dựng quy trình trích ly dịch bột màu từ đài hoa bụp giấm nước kết kiểm tra tính chất sản phẩm II THỰC NGHIỆM Đài hoa bụp giấm khô (trồng thu hoạch miền Trung Việt Nam, cung cấp công ty dược phẩm Ampharmco U.S.A) có độ ẩm 11,47% xay nhỏ trích phương pháp khuấy trộn Dung mơi sử dụng nước với mục đích ứng dụng công nghiệp thực phẩm hạn chế tác động đến môi trường Hỗn hợp lọc áp suất thấp để loại bã Dịch trích ly kiểm tra hàm lượng anthocyanin sau 149 tiến hành cô quay chân không áp suất thấp để thu cao rắn dạng bột Các yếu tố tỷ lệ trích chiết, nhiệt độ, thời gian thay đổi để khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất thu (H%) chất lượng sản phẩm chất màu (khối lượng anthocyanin trong lít dung dịch add cao rắn khô acao) Các giá trị quy cao khơ tuyệt đối Mỗi thí nghiệm thực hai lần điều kiện để kiểm tra độ lặp lại, giá trị thể kết trung bình add (mg/l) add (mg/l) add (mg/l) Hàm lượng anthocyanin dịch trích ly bột màu xác định theo phương pháp pH vi sai [10, 11] bước sóng λ = 520nm λ = 700nm máy quang phổ hấp thu Spectrophotometer Jenway 240 6505 Helios Epsilon Độ ẩm xác định 216.3 220 máy Satorius MA 35 Khả kháng oxi hóa sản phẩm tiến hành Trung 195.7 200 184.9 tâm Sâm Dược liệu Thành phố Hồ Chí 173.3 180 170.2 Minh theo phương pháp DPPH [12, 13] MDA [14] Kiểm tra tiêu chuẩn vi sinh thực 160 Viện Pasteur Thành phố Hồ Chí Minh 10 11 III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Tỷ lệ trích lỏng/rắn (ml/g) Bột màu dạng rắn quan tâm 240 khả thương mại hóa đa sử dụng 216.3 nhiều dạng sản phẩm khác Tuy 220 208.6 210.2 nhiên, chất màu anthocyanin sử dụng 197.9 200 trực tiếp từ dịch trích ly đem phối trộn vào sản 182.5 181.5 phẩm (như xi rô, nước uống, rượu,…) mà 180 không cần đến giai đoạn chuyển thành bột 160 Sử dụng quy trình trích ly 15 30 45 60 75 90 105 phần thực nghiệm, nhiên dịch trích qua lọc Thời gian (phút) định mức đến thể tích cố định để so sánh hàm lượng anthocynin Hàm lượng 240 anthocyanin dịch tăng đột ngột đến 24% tỷ lệ thể tích dung mơi so với khối lượng 220 208.6 nguyên liệu tăng từ lên lại giảm 194.9 200 14.5% tiếp tục tăng dung mơi (Hình 1) 188.2 182.5 Theo lý thuyết, thể tích dung mơi tăng q 180 170.3 trình khuếch tán chất tan dễ, làm tăng khả trích ly anthocyanin số 160 hợp chất khác nguyên liệu khuếch 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Nhiệt độ ( o C) tan nên làm cho hàm lượng anthocyanin dịch trích ly giảm Đối với yếu tố thời Hình 1: Ảnh hưởng yếu tố tỷ lệ gian, từ 30 phút đến 60 phút thích hợp cho dung mơi ngun liệu, thời gian q trình trích ly Tuy nhiên, với thời gian nhiệt độ đến trình trích ly dịch trích ly kéo dài gấp đơi hiệu trích ly anthocyanin lại tăng khơng đáng kể Tăng nhiệt độ dẫn đến tăng hàm lượng anthocyanin dịch trích ly q trình truyền khối xảy thuận lợi Qua khảo sát, quy trình trích dịch màu đài hoa bụp giấm dung mơi nước đạt hiệu cao sử dụng tỷ lệ thể tích dung mơi/khối lượng ngun liệu 8/1 (ml/g) nhiệt độ 80oC thời gian 30 phút Tiến hành trích lặp lại bã cũ (Bảng 1), 150 thấy lần trích 83.1% anthocyanin đài hoa bụp giấm trích tận dụng bã không cần thiết Bảng 1: Hiệu trích ly dịch màu anthocyanin từ đài hoa bụp giấm Lần Hiệu trích ly (%) 83.11 + 0.01 14.27 + 0.03 2.61 + 0.01 H (%) H (%) H (%) a cao (mg/g) a cao (mg/g) a cao (mg/g) Dựa kết trích dịch màu, điều kiện q trình thay đổi cho đối tượng sản phẩm cao anthocyanin dạng bột Các giá trị hiệu suất thu sản phẩm rắn nằm vùng chênh lệch khoảng 5% (Hình 2) Tỷ lệ trích ly tương tự ảnh hưởng dịch trích Khi tăng nhiệt độ từ 60 đến 80oC, hàm lượng anthocyanin cao rắn giảm đến 11.8% Thậm chí nhiệt độ trích 60oC, thời gian trích kéo dài thêm a cao (mg/g) H% 30 phút mà hàm lượng anthocyanin cao rắn 15 45 14.2 43.6 giảm đến 14.2% so với hàm lượng thời 14 43 42.1 điểm 30 phút Những kết khảo sát cao 13.6 42.2 13.7 13 41 13.0 rắn cho thấy rõ ảnh hưởng việc 41.2 39.9 trì nhiệt độ cao thời gian dài q 12 39 11.2 11.5 trình trích ảnh hưởng chất lượng cao rắn 11 37 mà thơng số hàm lượng dịch trích 35.9 10 35 khơng thể hết được, điểm quan 10 11 trọng khác biệt cho hai q trình mục tiêu Tỷ lệ trích lỏng/rắn (ml/g) sử dụng hai chất màu dạng khác 17 45 Để có sản phẩm cao rắn, quy trình trích 16.1 15.9 dịch màu đài hoa bụp giấm dung môi 16 43 42.2 42.0 42.6 42.1 nước đạt hiệu cao sử dụng tỷ lệ thể 15 14.7 41 40.3 14.9 tích dung mơi/khối lượng ngun liệu 8/1 40.1 14.2 14 39 (ml/g), nên tiến hành trích ly lần nhiệt o 13 37 độ 60 C thời gian 30 phút sau 13.2 nên lọc bay dung mơi đến thu 12 35 bột rắn Hiệu suất thu hồi cao 42.6% Tùy 20 40 60 80 100 vào mùa thu hoạch thời gian tồn trữ o Nhiệt độ ( C) nguyên liệu hàm lượng anthocyanin 43 17 42.6 bột thu từ 1.6 đến 3.6% Bột màu (có 42.1 42.3 42.4 16.1 42 16 hàm lượng anthocyanin 2.6%) kiểm tra 41.4 41 tiêu chuẩn Việt Nam dành cho bột màu 15 14.7 40 thực phẩm sản phẩm bột màu đạt tiêu 14 14.1 14.1 39 13.8 chuẩn vi sinh theo số 46/2007/QĐ/BYT 13 38 (Bảng 2) Bột màu thể khả kháng 12 37 oxi hóa tốt (Bảng 3) IC50 bột màu 20 40 60 80 phương pháp MDA tốt so với đối Thời gian (phút) chứng Trolox Với phương pháp DPPH, IC50 bột màu cao đối chứng Vitamin C, Hình 2: Ảnh hưởng yếu tố tỷ lệ quy lượng anthocyanin thực dung môi nguyên liệu, thời gian màu (2.6%) khả kháng sản nhiệt độ đến q trình trích ly cao rắn phẩm mạnh đáng kể anthocyanin 151 Bảng 2: Kết kiểm tra tiêu bột màu thực phẩm sản phẩm bột màu TT Chỉ tiêu Ngoại quan Tính tan Độ ẩm (ở 135oC) E.coli giả định Tổng số nấm mốc Kết Bột, đỏ sậm Tan 333mg/ml nước, 14-15mg/ml EtOH 12.8%