Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má centella asiatica bằng phương pháp enzym

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỐNG THỊ MINH CHÂU NGHIÊN CỨU THU NHẬN CHẤT KHÔ TỪ RAU MÁ “CENTELLA ASIATICA” BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYM Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm đồ uống Mã số: 605402 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2014               Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM…… Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Đống Thị Anh Đào TS.Trần Thị Ngọc Yên (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét :TS.Huỳnh Ngọc Oanh (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét :PGS.TS Võ Thị Bạch Huệ (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa,ĐHQG Tp.HCM ngày 21 tháng 07 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:………………………………… 1.PGS.TS Trần Văn Luận 2.PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hương 3.PGS.TS Võ Thị Bạch Huệ 4.PGS.TS Đống Thị Anh Đào 5.TS Trần Bích Lam 6.TS Huỳnh Ngọc Oanh Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG       TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đống Thị Minh Châu MSHV: 2144474 Ngày, tháng, năm sinh: 07/07/1981 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Đồ Uống Mã số:605402 I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má “ Centella asiatica ” phương pháp enzym NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: * Tổng quan tài liệu nguyên liệu hợp chất saponin………………………………… * Thiết lập quy trình cơng nghệ trích ly chất khô từ nguyên liệu rau má tươi khô…… * Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu chất khô phương pháp thủy phân enzym cellulase ectinase…………………………………………………………………………… * Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu chất khô thủy phân kết hợp enzym…………… * Khảo sát hàm lượng saponin thô asiaticoside trích ly điều kiện tối ưu…… II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:(Ghi theo QĐ giao đề tài):……………24/06/2013… III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:(Ghi theo QĐ giao đề tài): 23/05/2014…… IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên): .PGS.TS Đống Thị Anh Đào……………………………………………………………… .TS.Trần Thị Ngọc Yên … Tp HCM, ngày 14 tháng 07 năm 2014 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA….… (Họ tên chữ ký)               CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn, trước hết em xin chân thành cảm ơn Cô PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS Trần Thị Ngọc Yên, tận tình hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Xin chân thành cám ơn Cơ Nguyễn Thị Ngun, nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện em thực thí nghiệm phịng thí nghiệm B10-Trường Đại Học Bách Khoa- TP.HCM Xin chân thành cám ơn Cô Trần Thị Hồng Hạnh, giúp đỡ, tạo điều kiện để em thực đề tài phòng thí nghiệm B2-Trường Đại Học Bách Khoa-TP.HCM Xin chân thành cám ơn Ban Giám Đốc Anh Chị em cán Trung Tâm Nghiên Cứu Phát Triển Nông Nghiệp Công Nghệ Cao huyện Củ Chi giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi thời gian thực thí nghiệm Trong q trình học tập, em xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến toàn thể Thầy Cơ Khoa Kỹ Thuật Hóa Học nói chung Thầy Cơ Bộ Mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm nói riêng truyền đạt, giảng dạy kiến thức tảng cho em giai đoạn Đại Học giai đoạn Sau Đại Học Cuối cùng, xin cảm ơn tất Thầy Cơ, gia đình, bạn bè Xin nhận nơi em lòng biết ơn chân thành lời chúc tốt đẹp Học viên Đống Thị Minh Châu               TÓM TẮT Rau má nước ta loài rau trồng phổ biến thu hoạch quanh năm Rau má giàu khống chất, chứa chất có hoạt tính sinh học dùng làm dược liệu quý, có tác dụng hỗ trợ điều trị số bệnh Tuy nhiên, sản phẩm chế biến từ rau má quy mô công nghiệp chưa sản xuất Do đó, việc tiến hành nghiên cứu “Nâng cao hiệu suất thu hồi chất khô từ rau má phương pháp enzyme” nhằm đa dạng hóa sản phẩm đưa rau má thành nguồn nguyên liệu cho công nghiệp cần thiết Trong luận văn này, tiến hành khảo sát ảnh hưởng enzyme cellulase, pectinase kết hợp loại enzyme lên trình thủy phân rau má tươi rau má khơ, sau tính đến hiệu suất thu hồi chất khơ từ đó, lựa chọn loại enzyme thích hợp nguyên liệu rau má phù hợp để thu hiệu suất thu hồi chất khô cao nhất, tiến hành xác định hàm lượng saponin thô hàm lượng asiaticoside Kết thực nghiệm cho thấy, enzyme cellulase thủy phân tốt rau má tươi, cho hiệu suất thu hồi chất khô 46,44%(w/w) điều kiện tối ưu: pH 4,96; nhiệt độ thủy phân 44,4oC, với hàm lượng enzyme cellulase bổ sung vào trình thủy phân 0,52%(v/w)( tương ứng với hoạt độ 34,98(UI/g chất khô tuyệt đối)) thời gian thủy phân 111,7 phút Và giữ màu mùi vị đặc trưng rau má tươi Khảo sát điều kiện tối ưu trích ly saponin thơ ngun liệu rau má tươi: nồng độ ethanol 80,5o, thời gian trích ly cho hàm lượng saponin thô 31,23mg/g Và thu nhận thành phần trích ly sau: Protein: 49,03%; Mg: 47,06%; Mn:45,41%; K :7,16%; Ca: 21,77% Hàm lượng đường khử: 20,52%(chất khô) Hàm lượng saponin thô: 66,67% Hàm lượng asiaticoside: 54,76%               Summary Centella asiatica in our country is one of the species of the most commonly grown vegetables, harvest year round Centella asiatica rich in minerals, containing bioactive substances used as medicinal herbs, effective support and treatment of certain diseases However, current products processed from centella asiatica has not been in industrial scale production Therefore, our research about "Improving the performance of dry matter recovery from centella asiatica by enzymatic methods" in order to be able to diversify and bring products from centella asiatica source for industrial raw materials is necessary In this paper, we have surveyed the effects of the enzyme cellulase, pectinase and a combination of two types of enzyme hydrolysis on centella asiatica fresh and dried to a dry matter recovery performance From there, choose the most suitable enzyme on suitable materials pennywort to obtain recovery yield the highest dry matter, and determine the content of crude saponins and asiaticoside The experimental results show, hydrolysis of cellualse best on fresh centella asiatica, efficient recovery of dry matter 46.44% (w / w) at optimum conditions: pH 4.96 and temperature 44.4°C, the concentration of cellulase enzyme supplementation on hydrolysis was 34,98(UI/g) and hydrolysis time 111.7 (minutes), and still retain the color and flavor characteristics of fresh centella asiatica Survey conditions of optimal extraction of crude saponins in raw fresh centella asiatica: 80.5o ethanol concentration, extraction six time hours for crude saponins 31.23mg/g The extraction efficiency as follows: Protein: 49,03%; Mg: 47,06%; Mn:45,41%; K :7,16%; Ca: 21,77% Content of reducing sugar: 20,52%               Content of crude saponin: 66,67% Content of asiaticoside: 54,76%               LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Học viên Đống Thị Minh Châu               MỤC LỤC Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình Danh mục sơ đồ MỞ ĐẦU PHẦN I:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tổng quan họ hoa tán 1.2.Tổng quan rau má 1.2.1.Nguồn gốc 1.2.2.Đặc điểm thực vật loài Centella asiatica 1.2.3.Đặc điểm phân bố 1.2.4.Phân loại rau má 1.2.5.Tình hình tiêu thụ rau má Việt Nam giới 1.2.6.Cách trồng rau má bảo quản rau sau thu hoạch 1.2.7.Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng 1.2.7.1.Thành phần dinh dưỡng 1.2.7.2.Thành phần hóa học a Hợp chất saponin b Asiaticoside 10 1.2.8.Tổng quan chlorophyll 13 1.3.Một số nghiên cứu nước giới rau má 16 1.3.1.Trên giới 16 1.3.2.Trong nước 16 1.4.Tổng quan enzym 17 1.4.1.Pectinase 17 1.4.1.1.Định nghĩa 17               1.4.1.2.Cơ chất 17 1.4.1.3.Phân loại 17 1.4.1.4.Ứng dụng pectinase 19 1.4.2.Cellulase 19 1.4.2.1.Định nghĩa 20 1.4.2.2.Cơ chất 20 1.4.2.3.Cơ chế thủy phân cellulase 20 1.4.2.4.Ứng dụng cellulase 20 PHẦN II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 2.1.Nguyên liệu 20 2.2.Chế phẩm enzym 20 2.2.1.Pectinase-pectinex Ultra SP_L 20 2.2.2.Cellulase-cellulast 1.5L 20 2.3.Sơ đồ phương pháp nghiên cứu chung 20 2.4.Nội dung nghiên cứu 21 2.4.1.Mục tiêu nghiên cứu 21 2.5.Quy trình cơng nghệ thu nhận bột rau má từ nguyên liệu rau má tươi khơ 21 2.5.1.Sơ đồ quy trình 21 2.5.2.Thuyết minh 22 2.6.Phân bố thí nghiệm 23 2.6.1.TN 1.Thủy phân xúc tác chế phẩm cellulase thủy phân rau má tươi 24 2.6.1.1.TN.Khảo sát tỷ lệ rau:nước xay 24 2.6.1.2.TN.Khảo sát pH ảnh hưởng đến HSTHCK 24 2.6.1.3.TN.Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến HSTHCK 24 2.6.1.4.TN.Khảo sát hàm lượng chế phẩm enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 24 2.6.1.5.TN.Khảo sát thời gian xử lý enzym 26 2.6.2.TN 2.Sử dụng chế phẩm pectinase thủy phân rau má tươi 26 2.6.2.1.TN.Khảo sát pH ảnh hưởng đến HSTHCK 26               GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên Level Count Mean Homogeneous Groups 3 18.1942 X 20.8233 X X 31.2333 11/ Kết phân tích anova hàm lượng đường khử(%chất khô) dịch chiết khác nhau: ANOVA Table for Hàm luong duong khu by Cac mau dich chiet Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 739.155 246.385 143.30 0.0000 Within groups 13.7545 1.71932 Total (Corr.) 752.909 11 Multiple Range Tests for Hàm luong duong khu by Cac mau dich chiet Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean Homogeneous Groups 3.36333 X X 20.52 12/ Kết phân tích anova độ ẩm rau tươi: ANOVA Table for Dô âm by Ngày Source Sum of Squares 0.0078 Df Mean Square 0.0039 Between groups Within groups 0.0042 Total (Corr.) 0.012 F-Ratio P-Value 5.57 0.0429 0.0007 Multiple Range Tests for Dô âm by Ngày Method: 95.0 percent LSD Ngày Count Mean Homogeneous Groups 3 96.43 X 96.45 XX 96.50 X C ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN Bảng điểm đánh giá cảm quan người thử TT 10 11 Rau má tươi xay Bột sấy phun từ rau má tươi Bột sấy phun từ rau má khô Màu Mùi Vị Màu Mùi Vị Màu Mùi Vị 9 8 9 7 8 6 7 9 8 8 8 9 7 8 9 6 6 8 6 5 4 7 6 6 6 7 5 HVTH:Đống Thị Minh Châu   103  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 7 7 7 9 8 7 8 8 8 7 8 8 7 7 7 8 6 6 7 7 6 6 8 6 7 6 7 7 6 7 7 7 HVTH:Đống Thị Minh Châu  8 8 7 8 8 6 9 9 8 8 8 9 8 7 8 6 6 5 6 7 6 8 7 7 6 7 6 7 6 6 7 8 9 7 6 8 8 7 8 7 8 6 6 6 7 6 6 8 8 7 7 6 6 4 4 6 6 6 5 7 7 6 6 6 7 7 6 5 6 5 5 7 6 5 6 6 7 5 5 5 5 5 7 5 7  104  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên 57 58 59 60 7 6 9 8 7 8 7 6 6 C.1 ANOVA Table for mau sac by Các mâu rau má Factor: Các mâu rau má (1:rau ma tuoi;2:bot có cellulase;3:bot có pectinase) Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 194.344 109.433 303.778 Df 177 179 Mean Square F-Ratio 97.1722 157.17 0.618267 P-Value 0.0000 Multiple Range Tests for mau sac by Các mâu rau má Method: 95.0 percent LSD Các mâu rau má Count 60 60 60 Mean 5.44677 7.35233 7.86667 Homogeneous Groups X X X C.2 ANOVA Table for mui by Các mâu rau má Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 28.0444 130.017 158.061 Df 177 179 Mean Square F-Ratio 14.0222 19.09 0.734557 P-Value 0.0000 Multiple Range Tests for mui by Các mâu rau má Các mâu rau Count Mean Homogeneous Groups má 60 6.05221 X 60 6.61667 X X 60 7.11667 C.3 ANOVA Table for vi by Các mâu rau má Source Between groups Within groups Total (Corr.) Sum of Squares 170.178 125.217 295.394 Multiple Range Tests for Các mâu rau má HVTH:Đống Thị Minh Châu  Df 177 179 Mean Square F-Ratio 85.0889 120.28 0.707439 P-Value 0.0000 vi by Các mâu rau má Count Mean Homogeneous Groups 60 5.45435 X 60 7.21667 X X 60 7.71667  105  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên D Các sắc ký đồ phiếu kiểm nghiệm phân tích mẫu: D.1 Kết kiểm nghiệm dịch thủy phân rau má tươi enzym cellulase HVTH:Đống Thị Minh Châu   106  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên D.2.Sắc ký đồ mẫu chuẩn asiaticoside a/.lần b/.lần a/.Lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   107  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên b/.Lần D.3 Sắc ký đồ phân tích hàm lượng asiaticoside nguyên liệu rau má tươi a)lần 1; b) lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   108  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên a/.lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   109  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên b/.lần D.4 Sắc ký đồ mẫu chuẩn asiaticoside a)lần 1; HVTH:Đống Thị Minh Châu  b).lần  110  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên a/.lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   111  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên b/.lần D.5 Sắc ký đồ phân tích hàm lượng asiaticoside dịch thủy phân từ rau má tươi enzyme cellulase a).lần 1; b).lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   112  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên a/.lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   113  GVHD:PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS.Trần Thị Ngọc Yên b/.lần D.6 Sắc ký đồ phân tích hàm lượng asiaticoside dịch thủy phân từ rau má tươi enzyme pectinase a).lần 1; b).lần HVTH:Đống Thị Minh Châu   114  TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt: [1] Đỗ Huy Bích cộng sự, (2004), Cây thuốc động vật làm thuốc Viet Nam – Tập II, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [2] Nguyễn Văn Mùi (2001) Thực hành hóa sinh học, Nxb Hà Nội [3] Nguyễn Khắc Quỳnh Cứ, (2001), Chiết xuất dược liệu, Trường đại học Y Dược TP Hồ Chí Minh [4] Đại học Y Dược Hà Nội, (2005), Giáo trình thực vật Dược [5].Quách Đĩnh, (2008), Bảo quản chế biến rau củ, NXB KH-KT [6] Nguyen Minh Đức, Nguyen Thị Thu Hằng, Hồ Thị Yến Phương, Lâm Hồng Thơng (2007), Tác dụng bảo vệ gan cơng thức phối hợp dược liệu diệp hạ châu, nhân trần tía, rau má, nghệ, Tạp chí dược liệu, số 3, tr.115 – 120 [7] Trần Hồng Hạnh, (2007), Rau má, rau vị thuốc, Tạp chí sức khỏe y học, Hà Nội [8] Đỗ Tất Lợi, (1986), Những thuôc vị thuốc Việt Nam, NXB Khoa học – Kỹ thuật [9] Nguyễn Thị Vân Anh (2010), Nghiên cứu điều kiện chiết tách asiaticoside rau má ứng dụng sản xuất trà chức từ rau má, Luận văn thạc sĩ ,Đại học Đà Nẵng [10] Đoàn Thị Quế Chi, (2011), Nghiên cứu sản xuất trà dạng khô từ rau má Centella asiatica”, Luận văn Thạc sĩ [11] Nguyễn Cảnh, (2004), Quy hoạch thực nghiệm, NXB Đại học Quốc gia Tp.HCM [12] Nguyễn Hoàng Dũng (2006), Thực hành đánh giá cảm quan, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [13] Lê Ngọc Tú, Giáo trình hóa sinh công nghiệp, NXB Khoa Học Kỹ Thuật [14] Ngơ Văn Thu, Hóa học saponin, Trường Đại học Y Dược TPHCM (1990) Tài liệu tiếng Anh:      89  [15] Aziz ZA, Davey MR, Power JB, Anthony P, Smith RM, Lowe KC (2007),Production of asiaticoside and madecaussoside in Centella asiatica in vitro and in vivo, Bio Plant, 51, pp.34-42 [16] Babu T.D, Kuttan G, Padikkala J, (1995), Cytotoxic and anti – tumour properties of certain of Umbelliferae with special refrence to Centella asiatica (L).Urban, Journal of Ethnopharmacology, 48, pp.53 – 57 [17] Mathur Shalini, Verma R.K Gupta M.M, Ram M Sarma S Kurmar Suhil (2000), Screening of genetic resources of the medicinal –vegetable plant Centella asiatica for herb and asiaticoside yeilds under shaded and sunlight conditions, Journal of Horticutultural Science and Biotechnology, 75 (5), pp.551 – 554 Trang web: [19] http://vnvet.net/vi/news/Tin-tuc/Phan-loai-va-tac-dung-cac-loaiglucozit535/ [20] http://www.toquoc.gov.vn/Thongtin/Thuoc-Viet/Rau-Ma-Lam-Thuoc.html [21] http://www.yduocngaynay.com/8-8TK_TrVHung_RauMa.htm [22] http://www.diendankienthuc.net/diendan/showthread.php?p=32046 [23] Http://www.forum.bacsi.com/ /rau-ma-mo-79917.html [24] http://tin180.com/suckhoe/y-hoc-co-truyen/20100716/cay-rau-ma-laraumuong-thanh-nhiet-giai-doc.html [25] http://congtycayxanh.com/dproducts.php?id=499&cid=9&t=Rau-Ma-La- Sen [26] http://duoclieu.net/Dlieuhoc/glycosidch2.html [27] http://www.wikipedia.org/wiki/Rau_m%C3A1 [28] http://www.ansci.cornell.edu/plants/toxicagents/saponin.html [29] http://www.raysahelian.com/saponin.html      90  PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG      Họ tên: Đống Thị Minh Châu Ngày, tháng, năm sinh: 07/07/1981 Nơi sinh: TP.HCM Địa liên lạc: Bàu Tre , Xã Tân An Hội, huyện Củ Chi, TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO (Bắt đầu từ Đại học đến nay): Đại học: Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM Cao học: Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM   ... I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má “ Centella asiatica ” phương pháp enzym NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: * Tổng quan tài liệu nguyên liệu hợp chất saponin…………………………………... loại enzyme lên trình thủy phân rau má tươi rau má khơ, sau tính đến hiệu suất thu hồi chất khơ từ đó, lựa chọn loại enzyme thích hợp nguyên liệu rau má phù hợp để thu hiệu suất thu hồi chất khô. .. I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má “ Centella asiatica ” phương pháp enzym NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: * Tổng quan tài liệu nguyên liệu hợp chất saponin………………………………………