Ảnh hưởng của mức độ chín và điều kiện trích ly bằng phương pháp ngâm trích đến hiệu quả thu nhận polyphenol từ vỏ chuối xiêm (Musa paradisiaca L.)

Mục tiêu của nghiên cứu là đánh giá ảnh hưởng của độ chín nguyên liệu và điều kiện trích ly đến hiệu quả thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm. Kết quả được đánh giá dựa trên hàm lượng polyphenol tổng số TPC (mg GAE/g chất khô nguyên liệu, CKNL) và khả năng trung hòa gốc tự do DPPH (dựa trên chất chuẩn Trolox, TEAC, µmol TE/g CKNL).

TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 ẢNH HƯỞNG CỦA MỨC ĐỘ CHÍN VÀ ĐIỀU KIỆN TRÍCH LY BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGÂM TRÍCH ĐẾN HIỆU QUẢ THU NHẬN POLYPHENOL TỪ VỎ CHUỐI XIÊM (MUSA PARADISIACA L.) Phạm Trần Bảo Nghi*, Trương Hoài Vương, Nguyễn Văn Mười, Trần Thanh Trúc Trường Đại học Cần Thơ *Liên hệ email: tttruc@ctu.edu.vn TÓM TẮT Vỏ chuối chiếm 36% tổng khối lượng phần lớn bị loại bỏ dạng chất thải sử dụng làm thức ăn chăn ni hay phân bón Phụ phẩm giàu phenolic theo truyền thống sử dụng để điều trị bệnh khác Tuy nhiên, thành phần mức độ hợp chất phenolic bị ảnh hưởng nhiều yếu tố, bao gồm giống, mức độ chín, chế độ tiền xử lý điều kiện trích ly Mục tiêu nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng độ chín nguyên liệu điều kiện trích ly đến hiệu thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Kết đánh giá dựa hàm lượng polyphenol tổng số TPC (mg GAE/g chất khơ ngun liệu, CKNL) khả trung hịa gốc tự DPPH (dựa chất chuẩn Trolox, TEAC, µmol TE/g CKNL) Kết nghiên cứu cho thấy, hoạt tính kháng oxy hóa thu từ dịch chiết polyphenol bột vỏ chuối có màu xanh chuyển vàng cao so sánh với kết thu từ bột vỏ chuối xanh chín hồn tồn (màu vàng) Hiệu thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm theo phương pháp ngâm chiết đạt kết cao sử dụng dung môi ethanol với nồng độ 50%, tỷ lệ nguyên liệu dung môi 1:40 (w/v), thời gian trích ly 1,5 nhiệt độ 60C Ở điều kiện trích ly này, TPC có giá trị xấp xỉ 9,93 mg GAE/g (CKNL) TEAC đạt xấp xỉ 50 (µmol TE/g CKNL) Từ khố: làm héo, rau diếp cá, sấy, trà, trà túi lọc rau diếp cá Nhận bài: 12/3/2019 Hoàn thành phản biện: 27/3/2019 Chấp nhận bài: 31/3/2019 MỞ ĐẦU Ứng dụng hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học vào đời sống quan tâm Hiện nay, 50% loại dược phẩm sử dụng có nguồn gốc trực tiếp hay gián tiếp từ sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, thực vật nguồn cung ứng quan trọng việc bào chế dược liệu (Đỗ Tất Lợi, 2004) Các chất chống oxy hóa, điển polyphenol sử dụng nhiều lĩnh vực sống Các hợp chất diện phổ biến tất phận cây, thành phần phổ biến nông sản (rau quả, ngũ cốc) ảnh hưởng phần đến tính chất cảm quan thực phẩm (Ngô Xuân Mạnh cs., 2015) Việc nghiên cứu thu nhận ứng dụng cao chiết polyphenol quan tâm khai thác phổ biến dược liệu hà thủ ô đỏ (Lê Phạm Tấn Quốc Nguyễn Văn Mười, 2015) hay nhiều loại thực vật khác Việt Nam (Nguyễn Thị Quỳnh Hoa, 2011) Những nghiên cứu thu nhận polyphenol từ vỏ chuối Việt Nam quan tâm thời gian gần đây, điển nghiên cứu chuối hột (Lại Thị Ngọc Hà cs., 2017) Tuy nhiên, việc khảo sát đầy đủ điều kiện trích ly polyphenol thích hợp từ nguồn phụ phẩm vỏ chuối xiêm Việt Nam nói chung Đồng sơng Cửu Long nói riêng chưa có cơng bố khoa học thức Chuối trồng phổ biến sử dụng nhiều Việt Nam Ngoài việc sử dụng chuối chín thức ăn tráng miệng bữa ăn hàng ngày, chuối sử dụng làm nguồn 1295 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 nguyên liệu chế biến sản phẩm khác để tiêu dùng nước xuất khẩu, đặc biệt chuối xiêm Bên cạnh việc phát triển rộng rãi ngành hàng chuối nướng từ chuối xiêm vừa chuyển vàng, chuối độ chín nguồn nguyên liệu cho việc chế biến chuối sấy công ty Vinamit Sự phát triển ngành hàng nguyên nhân làm tăng lượng phụ phẩm vỏ chuối, chiếm xấp xỉ 36% tổng khối lượng khơng có nhiều ứng dụng thực tiễn (Rebello cs., 2014) Tuy nhiên, nguồn đáng kể hợp chất phenolic - có khả chống oxy hóa, kháng khuẩn cao Nghiên cứu Baskar cs (2011) xác định có diện hợp chất phenolic từ vỏ loại chuối khác trồng Ấn Độ khả chống oxy hóa Kapadia cs (2015) chứng minh khả kháng vi sinh vật vỏ chuối Trích ly polyphenol từ vỏ chuối xiêm tiền đề cho việc ứng dụng nguồn polyphenol việc phát triển dòng sản phẩm sinh học an tồn, đồng thời góp phần hạn chế chất thải làm ô nhiễm môi trường nâng cao giá trị kinh tế cho chuối Vì vậy, nghiên cứu bước đầu thực với mục tiêu xác định ảnh hưởng độ chín nguyên liệu điều kiện trích ly (theo phương pháp ngâm chiết, trích ly lỏng - rắn) thích hợp để thu polyphenol từ vỏ chuối xiêm có hoạt tính kháng oxy hóa cao NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Phương tiện nghiên cứu - Dụng cụ, thiết bị: Bể điều nhiệt (Memmert, Đức), máy cô quay chân không (Yamato BM510, Nhật Bản); máy đo quang (Jinhua 722, Trung Quốc), tủ sấy (Shellab - CE3F –2, Hoa Kỳ) ; máy ly tâm lạnh (Hermle Z216MK, Đức), máy đo màu (NH300, Trung Quốc); cân phân tích số lẻ (PA214 Ohaus, Hoa Kỳ) dụng cụ phân tích, thí nghiệm thơng thường - Hóa chất: Ethanol, Folin- Ciaucalteu, DPPH (2,2 –Diphenyl–1–picrylhydrazyl), acid gallic (Merck, Đức); Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid) (Sigma, Hoa Kỳ), số hóa chất khác hỗ trợ, đảm bảo tiêu chuẩn phân tích, nguồn gốc từ Merck (Đức) - Nguyên liệu: Thu nhận quày chuối xiêm xanh trực tiếp vườn trồng chuối xã An Mỹ, huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng để khảo sát hoạt tính polyphenol từ mức độ chín khác Thịt chuối chuyển sang nghiên cứu khác Lựa chọn độ chín quày chuối nghiên cứu dựa TCVN 9687:2013 Vỏ chuối xiêm độ chín lựa chọn cho thí nghiệm khảo sát điều kiện trích ly thu mẫu điểm bán chuối nướng khu vực khu dân cư 91 B đường Nguyễn Văn Linh, phường An Khánh, quận Ninh Kiều, thành phố Cần Thơ Yêu cầu vỏ chuối để nơi sạch, mát thu mẫu vòng sau lột khỏi 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp chuẩn bị bột vỏ chuối xiêm Vỏ chuối sau mang phịng thí nghiệm loại sơ vỏ chín, vỏ bị dập Sau rửa lại nước sạch, để xắt nhỏ, tiến hành sấy nhiệt độ 5055C đến khối lượng gần không đổi (thấp 10%) theo phương pháp chuẩn bị mẫu Fatemeh cs (2012) Rebello cs (2014) Trộn lẫn mẫu bột vỏ chuối xiêm sấy, bảo quản bao bì PA hút chân khơng (20 g/túi) 2.2.2 Phương pháp phân tích xác định tiêu - Các tiêu hóa học bản: độ ẩm (%); protein tổng số (%); lipid tổng số (%), đường khử (%), tro (%), carbohydrate (%) xác định dựa AOAC 2005 1296 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NÔNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 - Hàm lượng polyphenol tổng số (TPC, mg GAE/g CKNL, với GAE Gallic acid equivalent): Phương pháp so màu với gallic acid làm chất chuẩn Thuốc thử Folin-Ciocalteu chất oxy hóa, xác định bước sóng 738 nm (Premakumari cs., 2010) - Hoạt tính chống oxy hóa DPPH (TEAC - Trolox equivalent antioxidant capacity, µmol TE/g CKNL): Phương pháp so màu với Trolox, DPPH 2,2 –Diphenyl–1–picrylhydrazyl) làm chất chuẩn Đo biến đổi màu từ tím sang vàng nhạt bước sóng 517 nm (Fatemeh cs., 2012) 2.2.3 Trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm phương pháp ngâm chiết Polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm trích ly phương pháp ngâm chiết theo Ehiowemwenguan cs (2014): Ngâm 20 g mẫu dung môi với tỷ lệ ngun liệu dung mơi thích hợp, khuấy ủ thiết bị khuấy từ (300 rpm) nhiệt độ thời gian khảo sát Mẫu sau trích lọc chân không, loại bỏ phần bã Dịch chiết sau lọc ly tâm nhiệt độ 4C, 4.000 rpm Dịch chiết sau ly tâm định mức đến thể tích nhau, sử dụng để phân tích hàm lượng polyphenol (TPC, mg GAE/g CKNL) hoạt tính chống oxy hóa DPPH (TEAC, µmol TE g −1 CKNL) dịch chiết bột vỏ chuối xiêm Các kết tính tốn thành phần chất khơ ngun liệu (CKNL) 2.2.4 Phương pháp thu thập xử lý số liệu Các thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên, lặp lại lần Kết thí nghiệm trước chọn làm thơng số cố định cho thí nghiệm sau Số liệu thu thập xử lý phần mềm Statgraphics Centurion 15.2 Phân tích phương sai (ANOVA) theo kiểm định LSD (đối với thí nghiệm nghiệm thức so sánh) hay Duncan (đối với kết có từ nghiệm thức so sánh trở lên) để kết luận sai khác trung bình nghiệm thức 2.3 Bố trí thí nghiệm 2.3.1 Xác định thành phần ban đầu nguyên liệu Mục tiêu khảo sát xác định thành phần hóa học bột vỏ chuối xiêm, đồng thời biết độ ẩm nguyên liệu tươi bột khô, làm sở cho việc tính tốn hàm lượng polyphenol thu thí nghiệm - Xác định độ ẩm vỏ chuối tươi: Vỏ chuối sau thu nhận phân loại theo độ chín, làm cắt lát (2÷3 mm) Sau mẫu nghiền mịn để phân tích độ ẩm Số liệu sử dụng để tính tốn độ ẩm dừng đồng vỏ chuối mức độ chín sau sấy - Xác định thành phần hóa học bản: Vỏ chuối sau sấy khô, nghiền thành bột (BPF) theo phương pháp trình bày mục 2.2.1 sử dụng để tiến hành phân tích tiêu hóa học bản, bao gồm độ ẩm (%), protein tổng số (%), lipid tổng số (%), đường khử (%), tro (%) carbohydrate (%) Khối lượng mẫu sử dụng/độ chín: Mẫu tươi: 50 g/mẫu x lần lặp lại = 150 g; Mẫu bột khô: 50 g/mẫu x lần lặp lại = 150 g 2.3.2 Ảnh hưởng độ chín nguyên liệu đến việc thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Mục tiêu thí nghiệm đánh giá thay đổi hoạt tính polyphenol bột vỏ chuối xiêm tương ứng với độ chín: Chưa chín (vỏ xanh hồn tồn); Chín thục (vỏ xanh chuyển vàng) Chín hồn tồn (vỏ vàng hồn tồn) Bột vỏ chuối xiêm ba mức độ chín nguyên liệu trích ly phương pháp ngâm chiết theo Ehiowemwenguan cs (2014) trình bày mục 2.2.3 Ở khảo sát này, sử dụng dung môi trích ly nước cất, tỷ lệ nguyên liệu nước 1:10 (w/v), khuấy ủ thiết bị khuấy từ (300 rpm) nhiệt độ phòng (2830C) thời gian Dựa kết khảo sát, đánh giá mức độ biến 1297 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 đổi hàm lượng polyphenol theo độ chín nguyên liệu, chọn lựa độ chín thích hợp cho nghiên cứu 2.3.3 Xác định điều kiện trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Các yếu tố có ảnh hưởng đến hiệu thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm khảo sát Ở mẫu thí nghiệm, 20 g bột vỏ chuối xiêm có độ chín thích hợp lựa chọn (từ khảo sát mục 2.3.2) sử dụng để trích ly polyphenol theo phương pháp ngâm chiết (được mô tả mục 2.2.3) - Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ bột vỏ chuối dung mơi trích ly thực với dung môi sử dụng nước cất, tỷ lệ khảo sát thay đổi từ 1:5; 1:10; 1:20; 1:30; 1:40 1:50 (w/v, g/mL), cố định thời gian trích ly điều kiện nhiệt độ phòng (2830C) - Dựa độ chín vỏ chuối xiêm thích hợp, tỷ lệ nguyên liệu dung môi chọn lựa, tiến hành khảo sát ảnh hưởng nồng độ ethanol sử dụng để gia tăng hiệu trích ly polyphenol Trong thí nghiệm này, nước cất thay ethanol nồng độ thay đổi từ 0, 10, 30, 50, 70 90% Điều kiện nhiệt độ thời gian trích ly cố định - Tương tác nhiệt độ thời gian trích ly phương pháp ngâm chiết đến khả thu nhận polyphenol khảo sát sau xác định nồng độ ethanol sử dụng Ở thí nghiệm này, nhiệt độ trích ly điều chỉnh mức độ (từ 30C đến 70C) ứng với mức thời gian ngâm trích khác (từ 30 phút đến 3,5 giờ) Từ nhiệt độ 40C, sử dụng hệ thống trích ly hồn lưu để giúp hạn chế thất dung mơi KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Thành phần hóa học nguyên liệu Bảng Kết phân tích thành phần hóa học bột vỏ chuối xiêm Thành phần Độ ẩm vỏ chuối tươi (%) Độ ẩm bột vỏ chuối xiêm (%) Thành phần hóa học bột vỏ chuối xiêm Protein (%CKNL) Lipid (%CKNL) Carbohydrate (%CKNL) Tro (%CKNL) Mức độ chín (mức độ biến đổi màu vỏ chuối) Xanh hoàn toàn Xanh ngả vàng Vàng hoàn toàn 90,05c±0,54 88,16b±0,17 81,12a±1,12 b a 8,12 ±0,67 7,15 ±0,16 7,65ab±0,32 10,17±0,56 14,26±0,48 62,91±2,13 12,63±0,67 11,73±0,45 16,37±0,66 60,92±1,86 10,93±0,42 9,33±0,37 17,11±0,52 62,39±1,78 11,06±0,44 Các kết trình bày theo giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn Các giá trị có mẫu tự kèm khác hàng biểu thị khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê theo phép thử LSD độ tin cậy 95%; %CKNL: thành phần % tính thành phần chất khô mẫu khảo sát Độ ẩm vỏ chuối tươi mức độ chín với thành phần hóa học bột vỏ chuối xiêm tương ứng xác định, kết trình bày Bảng Kết Bảng cho thấy, độ ẩm vỏ chuối tươi cao có khác biệt mức độ chín Ở mẫu vỏ chuối thu từ chín hồn tồn có độ ẩm thấp (81,12%), xanh ngả vàng 88,16% vỏ chuối xanh có độ ẩm cao (90,05%) Các kết thu tương đồng với độ ẩm vỏ chuối tươi loại theo nghiên cứu Romelle cs (2016) Với độ ẩm này, vỏ chuối nhanh bị hư hỏng, đồng thời hàm lượng ẩm lớn dẫn đến chênh lệch nồng độ hai pha ngâm trích giảm, ngăn cản dịch chuyển dung môi thấm sâu vào nguyên liệu, làm chậm trình khuếch tán phân tử chất tan vào dung môi kết làm giảm tốc độ trình chiết tách, phải cần nhiều thời gian tác động nhiệt để thu nhận polyphenol Nguyên liệu tươi có độ ẩm cao làm giảm nồng độ 1298 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 dung môi chiết tách chọn, ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly (Xem Baskar cs., 2011) Vì vậy, cần phải tách loại ẩm vỏ chuối, tạo bột vỏ chuối xiêm có độ ẩm phù hợp Đây điều kiện để đồng mẫu Kết phân tích độ ẩm bột vỏ chuối xiêm tạo thành cho thấy, độ ẩm bột vỏ chuối xiêm sấy giảm đến giá trị từ đến 8%, thấp 10% theo khuyến cáo, cụ thể độ ẩm bột vỏ chuối xiêm xanh 8,12 ± 0,67%, bột vỏ chuối xiêm xanh ngả vàng 7,15 ± 0,16% trường hợp vỏ chuối chín hồn tồn 7,65 ± 0,32% Vỏ chuối xanh có độ ẩm ban đầu cao, cấu trúc vỏ cứng, ẩm khó, khó hạ thấp độ ẩm 8% trường hợp vỏ chuối xanh ngả vàng vàng Việc kéo dài thời gian sấy để tách ẩm nguyên nhân làm giảm hoạt chất sinh học dễ bị oxy hóa vỏ chuối (Toor Savage, 2006) Đây thông số sử dụng để tính tốn hàm lượng hoạt tính polyphenol thu khảo sát Xét thành phần hóa học, kết phân tích cho thấy, hàm lượng protein (tính thành phần chất khơ, CKNL) bột vỏ chuối xiêm cao có dao động khơng theo quy luật mức độ chín, giá trị tương ứng với độ chín từ xanh đến xanh ngả vàng vàng hoàn toàn 10,17%; 11,73% 9,33% Khơng có nhiều nghiên cứu biến đổi thành phần hóa học bột vỏ chuối xiêm để có sở lý giải dao động protein thành phần khác theo mức độ chín Tuy nhiên, nghiên cứu Romelle cs (2016) tìm khoảng dao động protein vỏ chuối 10,44±0,38% (CKNL) Một nghiên cứu hoi thành phần dinh dưỡng vỏ chuối theo độ chín khác Tartrakoon cs (1999) cho thấy, mức độ chín khảo sát xanh, chín chín có biến thiên độ ẩm giảm dần, đồng thời hàm lượng protein (không đề cập rõ kết xác định tổng khối lượng nguyên liệu hay thành phần chất khơ) tương ứng với mức độ chín 5,19; 6,61 4,77% - biến đổi tương tự kết khảo sát Nhìn chung, hàm lượng protein cao nên việc xảy tương tác protein polyphenol điều tránh khỏi Polyphenol biết có khả tạo phức hợp với protein dẫn đến thay đổi tính chất cấu trúc, chức dinh dưỡng hai hợp chất Những tương tác khơng phải liên kết cộng hóa trị mà tương tác kị nước ổn định bền vững nhờ liên kết hydro (Yuksel cs., 2010) Một kết bất ngờ hàm lượng lipid có bột vỏ chuối xiêm cao, từ 14,26 đến 17,11% (CKNL) nên nguyên nhân bất lợi cho việc trích ly polyphenol Số liệu thu phù hợp với nghiên cứu Tartrakoon cs (1999) – hàm lượng lipid cao vượt trội, gấp đôi giá trị so sánh với protein (10,66 đến 14,56% tăng theo mức độ chín vỏ chuối) Tuy nhiên, nghiên cứu Romelle cs (2016) lại tìm thấy khoảng 8,4% lipid diện vỏ chuối Mặc dù vậy, kết cho thấy vấn đề cần lưu ý diện với nồng độ cao lipid bột vỏ chuối xiêm có tác động đến q trình trích ly ảnh hưởng đến nồng độ dung môi sử dụng (Fatemeh cs., 2012) Chiếm phần lớn thành phần bột vỏ chuối xiêm carbohydrate (60,92 đến 62,91% CKNL) Có nhiều nghiên cứu chứng minh tương tác hợp chất polyphenol carbohydrate nghiên cứu Le Bourvellc cs (2009) Padayachee cs (2012), chủ yếu tương tác kị nước, liên kết cộng hóa trị liên kết hydro (liên kết nhóm OH polyphenol với nguyên tử oxi liên kết glycoside polysaccharide) Từ kết phân tích cho thấy, cần thiết phải lựa chọn độ chín vỏ chuối thích hợp giúp q trình trích ly, thu nhận polyphenol đạt hiệu cao 3.2 Độ chín nguyên liệu thích hợp đến thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Độ chín nguyên liệu ban đầu nhân tố ảnh hưởng lớn đến trình thu nhận polyphenol hợp chất sinh học khác Kết thu Bảng cho thấy 1299 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 hiệu suất trích ly polyphenol cao độ chín xanh ngả vàng đạt 1,55 mg GAE/g CKNL cao độ chín cịn lại gấp từ đến lần hoạt tính chống oxy hóa (khả bẫy gốc tự DPPH) tương tự đạt 16,91± 0,345 µmol TE/g CKNL Bảng Sự thay đổi hàm lượng polyphenol TPC hoạt tính chống oxy hóa theo độ chín ngun liệu Độ chín Xanh Xanh ngả vàng Vàng hồn tồn Polyphenol tổng số (TPC, mg GAE/g CKNL) 0,77b±0,02 1,55a±0,08 0,51c±0,02 Hoạt tính chống oxy hóa (TEAC, µmol TE g −1 CKNL) 12,23b ± 0,311 16,91a ± 0,345 6,27c ± 0,498 Các kết trình bày theo giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn Các giá trị có mẫu tự kèm khác hàng biểu thị khác biệt có ý nghĩa mặt thống kê theo phép thử LSD độ tin cậy 95% Các giá trị thể bảng giá trị trung bình lần lặp lại Trong nhiều loại quả, hoạt tính chống oxy hóa phụ thuộc vào hàm lượng polyphenol Nghiên cứu Gruz cs (2011) sơn trà cho thấy khả chống oxy hóa phụ thuộc vào hàm lượng polyphenol Nhìn chung, hàm lượng polyphenol hoạt tính chống oxy hố có mối tương quan tuyến tính chặt chẽ Điều cho thấy hợp chất polyphenol đóng vai trị hoạt tính chống oxy hố độ chín nghiên cứu Điều có ý nghĩa thực tế cho việc lựa chọn mức độ chín thục (vỏ có màu xanh ngả vàng) làm nguyên liệu ban đầu để thực cho nghiên cứu 3.3 Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu dung mơi thích hợp để tăng hiệu thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Hình Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu dung môi (nước cất) đến hiệu thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu dung môi (w/v) đến hiệu suất trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm độ chín thục (vỏ màu xanh ngả vàng) thể Hình Kết cho thấy hiệu suất trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm đạt cao tỷ lệ nguyên liệu dung môi sử dụng 1:50 (w/v), hàm lượng polyphenol tổng số có giá trị 3,48 mg GAE/g CKNL, cao tỷ lệ 1:10 (w/v) gấp 2,7 lần Song song đó, hoạt tính chống oxy hóa tăng lên dung mơi trích ly tăng Ở tỷ lệ bột vỏ chuối xiêm dung môi 1:40 (w/v) 1:50 (w/v), hoạt tính polyphenol khơng có khác biệt lớn (giá trị hoạt tính chống oxy hóa 18,97±1,32 µmol TE/g CKNL 20,81±1,37 µmol TE/g CKNL) Ngoài ra, hàm lượng polyphenol thu nhận tiến hành ngâm trích bột vỏ chuối nước tỷ lệ 1:40 (w/v) 1:50 (w/v) khơng có khác biệt có ý nghĩa thống kê Khi tiếp tục tăng lượng nước trích ly lượng polyphenol thu khơng tăng lên mà có xu hướng tiệm cận ngang Theo Kossah cs (2010), mối quan hệ TPC DPPH phức tạp, không tuân theo quy luật Lượng dung môi thấp không đủ khả tạo động lực cho trình thẩm thấu, khuếch tán vào ngun liệu, hợp chất chiết khơng hịa tan triệt để vào dung mơi, gây khó 1300 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 khăn cho trình lọc, dẫn đến hiệu trích ly thấp Ngồi ra, lượng dung mơi cao oxy hịa tan vào dung mơi lớn, có mặt oxy khơng khí làm suy yếu hoạt tính chống oxy hóa polyphenol Hơn nữa, q trình hịa tan hoạt chất sinh học vào dung mơi q trình vật lý Khi lượng dung môi tăng, tạo hội cho hoạt chất sinh học tiếp xúc với dung môi dẫn đến khả thẩm thấu cao Khi tỷ lệ dung môi nguyên liệu lớn, nghĩa khác biệt nồng độ dung môi chất hòa tan trở nên lớn, nhiều hoạt chất sinh học hịa tan lượng nước sử dụng nhiều (Cacace Mazza, 2003) Qua cho thấy việc chọn tỷ lệ nguyên liệu dung môi phù hợp nâng cao hiệu thu nhận TPC mà cịn giúp hạn chế tối đa lãng phí dung mơi nhằm tiết kiệm chi phí Vì mức tỷ lệ 1:40 (w/v) nguyên liệu bột vỏ chuối xiêm dung môi lựa chọn làm nhân tố cố định cho nghiên cứu 3.4 Ảnh hưởng nồng độ ethanol sử dụng đến khả thu nhận polyphenol Dung mơi ethanol sử dụng thí nghiệm tính chất khơng độc, phù hợp sử dụng thực phẩm, dung môi đề xuất sử dụng phổ biến trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối Gu cs (2014) Kết Hình cho thấy ảnh hưởng rõ rệt việc gia tăng hàm lượng TPC từ dịch chiết bột vỏ chuối tăng tăng nồng độ ethanol (đến nồng độ 50%) có xu hướng giảm mức nồng độ ethanol tăng đến 70% Hình Ảnh hưởng nồng độ ethanol (%) đến hàm lượng polyphenol tổng số TPC hoạt tính chống oxy hóa từ dịch chiết vỏ chuối xiêm Sự thay đổi TPC tương tự với biến đổi khả kháng oxy hóa dịch chiết, hoạt tính chống oxy hóa đạt đến giá trị tối đa (31,29±1,44 µmol TE/g CKNL) nồng độ ethanol sử dụng 50% Nghiên cứu Gu cs (2014) đề xuất sử dụng ethanol 50% để thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Kết khảo sát gần Schmidt cs (2015) đề nghị tỷ lệ ethanol 50% sử dụng để trích ly polyphenol từ bột hoa bắp chuối sấy khơ Do đó, nồng độ ethanol 50% giá trị thích hợp để thu nhận polyphenol dịch chiết từ bột vỏ chuối xiêm khảo sát 3.5 Ảnh hưởng tương tác nhiệt độ - thời gian đến khả thu nhận polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Giá trị thích hợp yếu tố khảo sát giữ cố định để tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian trích ly, kết thể Bảng Kết từ Bảng cho thấy, hiệu trích ly tăng nhanh tăng nhiệt độ từ 30oC đến 60oC, tiếp tục nâng nhiệt hiệu trích ly có khuynh hướng giảm (kể TPC TEAC) với tốc độ giảm chậm Từ kết Bảng 3, khả chống oxy hóa (thể qua giá trị TEAC) đạt cao điều kiện trích ly 60°C thời gian 1,5 giờ, đồng thời 1301 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 điều kiện trích ly cho hàm lượng polyphenol (giá trị TPC) đạt cao (9,93 mg GAE/g CKNL) hiệu chống oxy hóa đạt 50,02 (µmol TE g −1 CKNL) Nghiên cứu Schmidt cs (2015) đề xuất sử dụng nhiệt độ xử lý 60C thời gian 30 phút (sử dụng ethanol 50%) để thu nhận polyphenol từ hoa bắp chuối Điều cho thấy, điều kiện trích ly phụ thuộc vào loại nguyên liệu chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố bên Bảng Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng số hoạt tính chống oxy hóa dịch chiết polyphenol từ bột vỏ chuối tương tác nhiệt độ thời gian trích ly Nhiệt độ (oC) 30 40 50 60 70 Thời gian (giờ) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 Hàm lượng polyphenol tổng (mg GAE/g CKNL) 2,84a±0,36 4,00b±0,32 5,98def±0,31 7,36hi±0,28 8,14j±0,33 8,31kk±0,32 7,89ij±0,31 4,31bc±0,38 6,56fg±0,41 8,21jk±0,39 9,25lmn±0,35 9,70no±0,32 9,54mno±0,36 8,78kl±0,28 5,93de±0,33 7,85ij±0,31 9,16lmn±0,34 9,68no±0,41 9,79no±0,42 9,50mno±0,36 8,41jk±0,32 6,29efg±0,31 7,87ij±0,41 9,93o±0,32 9,53mno±0,28 9,02lm±0,31 8,20jk±0,36 6,77gh±0,41 4,74c±0,28 6,63g±0,32 7,28hi±0,34 7,33hi±0,33 6,78gh±0,35 5,62d±0,31 3,87b±0,35 Hoạt tính chống oxy hóa (TEAC, µmol TE g −1 CKNL) 11,41a±1,52 16,56b±1,47 25,79efg±1,68 30,93ijk±2,01 31,95k±1,72 28,87hij±1,31 21,68cd±1,43 16,15b±1,25 28,55hij±1,41 36,84lm±1,77 41,03op±1,51 41,12op±1,52 37,09lm±1,36 28,96hij±1,12 23,99de±1,52 35,46l±1,23 42,81opq±1,47 46,06rs±1,86 45,20qrs±1,78 40,23no±1,51 31,16jk±1,36 26,76fgh±1,27 37,28lm±1,33 50,02t±1,87 47,58s±1,51 44,19qr±1,46 38,29mn±1,42 28,27ghi±1,51 24,44ef±1,22 27,88gh±1,23 43,44pqr±1,41 40,85op±1,39 38,11lmn±1,42 31,26jk±1,36 20,30c±1,32 Các kết trình bày theo giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn Các chữ khác cột thể khác biệt ý nghĩa thống kê mức 5% theo phép thử Duncan 1302 TẠP CHÍ KHOA HỌC & CƠNG NGHỆ NƠNG NGHIỆP ISSN 2588-1256 Tập 3(2) - 2019 KẾT LUẬN Nghiên cứu cho thấy tính khả thi việc sử dụng nguồn phụ phẩm vỏ chuối xiêm để thu nhận polyphenol Vỏ chuối xiêm mức độ xanh ngả vàng mức độ chín phù hợp giúp thu polyphenol có hàm lượng cao hoạt tính chống oxy hóa tốt Điều kiện trích ly polyphenol phương pháp ngâm chiết đạt sử dụng dung môi ethanol 50% với tỉ lệ nguyên liệu dung môi 1:40 (w/v), nhiệt độ trích ly 60C thời gian trích ly 1,5 Tuy vậy, điều kiện này, hàm lượng polyphenol thu thấp, cần sử dụng giải pháp hỗ trợ kết hợp vi sóng, siêu âm để rút ngắn thời gian xử lý gia tăng hiệu suất thu hồi hoạt tính chống oxy hóa polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Lại Thị Ngọc Hà, Trần Thị Hồi, Phan Văn Hiếu, Ngơ Thị Huyền Trang (2017) Ảnh hưởng số yếu tố Công nghệ đến tách chiết polyphenol kháng oxy hóa từ chuối hột Tạp chí Khoa học Nơng nghiệp Việt Nam, 15(5), 673-680 Nguyễn Thị Quỳnh Hoa (2011) Nghiên cứu phân lập hợp chất phenolic từ số thực vật Việt Nam Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Hà Nội: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội Đỗ Tất Lợi (2004) Những thuốc vị thuốc Việt Nam Hà Nội: NXB Y học Ngô Xuân Mạnh, Lương Thị Hà Ngô Xuân Trung (2015) Hàm lượng polyphenol khả chống oxy hóa chúng số loại nấm ăn Tạp chí Khoa học Phát triển, 13(2), 272 - 278 Lê Phạm Tấn Quốc Nguyễn Văn Mười (2015) Optimized microwave-assisted extraction of phenolic compounds and antioxidant capacity from Polygonum multiflorum Thunb Roots Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 53-4(C), 1-11 Tài liệu tiếng nước Baskar R., Shrisakthi S., Sathyapriya B., Shyampriya R., Nithya R., and Poongodi P (2011) Antioxidant potential of peel extracts of banana varieties (Musa sapientum) Food and Nutrition Sciences, 2, 1128-1133 Cacace J E and Mazza G (2003) Optimization of extraction of anthocyanins from black currants with aqueous ethanol Journal of Food Science, 68, 209–215 Ehiowemwenguan G., Emoghene A O and Inetianbor J E (2014) Antibacterial and phytochemical analysis of Banana fruit peel IOSR Journal of Pharmacy, 4(8), 18-25 Fatemeh S R., Saifullah R., Abbas F M A and Azhar M E (2012) Total phenolics, flavonoids and antioxidant activity of banana pulp and peel flours: influence of variety and stage of ripeness International Food Research Journal, 19(3), 1041-1046 Gruza, J., Ayaz F A., Torun H., Strnad M., (2011) Phenolic acid content and radical scavenging activity of extracts from medlar (Mespilus germanica L.) fruit at different stages of ripening Food Chemistry, 1(1), 271-277 Gu S., Zhu K., Luo C., Jiang Y., Xu Y (2014) Microwave – assisted Extraction of polyphenol from banana peel Medicinal Plant, 5(1), 21-24 Kapadia S P., Pudakalkatti P S., and Shivanaikar,S (2015) Detection of antimicrobial activity of banana peel (Musa paradisiaca L.) on Porphyromonas gingivalis and Aggregatibacter actinomycetemcomitans: An in vitro study Contemporay Clinical Dentistry, 6(4), 496-499 Kossah R., Nsabimana C., Zhang H., Chen W (2010) Opitimization of extraction of pholyphenols from Syrian sumac (Rhus coriaria L.) and Chinese sumac (Rhus ctyphina L.) fruit Research Journal of Phytochemistry, 4(3), 146-153 Le Bourvellec, C., S Guyot, S., and Renard, C M G C (2009) Interactions between apple (Malus domestica Borkh.) polyphenols and cell walls modulate the extractability of polysaccharides Carbohydrate Polymers, 75, 251-261 1303 HUAF JOURNAL OF AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY ISSN 2588-1256 Vol 3(2) - 2019 Padayachee, A., Netzel, G., Netzel, M., Day L., Zabaras, D and Mikkelsen., D (2012) Binding of polyphenols to plant cell wall analogues – Part 1: Anthocyanins Food Chemistry, 134,155–161 Premakumari, K B., Siddiqua, A., Sultana, R., Vithya and Savitha (2010) Antioxidant activity and estimation of total phenolic content of muntingia calabura by colorimetry International Journal of ChemTech Research, 2(10), 205-208 Rebello, S., Asok, A K., Mundayoor, S., Jisha, M (2014) Surfactants: toxicity, remediation and green surfactants Environmental Chemistry Letters, 12, 275-287 Romelle, F D., Rani, P A., Manohar, R S (2016) Chemical composition of some selected fruit peels European Journal of Food Science and Technology, 4(4), 12-21 Schmidt, M M., Prestes, R C., Kubuta, E H., Scapin G., Mazutt, M A (2015) Evaluation of antioxidant activity of extracts of banana inflorescences (Musa cavendishii) CyTa - Journal of Food Retrieved August 27, 2015 from https://doi.org/10.1080/19476337.2015.1007532 Tartrakoon, T., Chalearmsan, N., Vearasilp, T and Meulen, U T (1999) The Nutritive Value of Banana Peel (Musa sapieutum L.) in Growing Pigs In: Proceedings of the Deutscher Tropentag, Berlin (Humboldt University of Berlin and ATSAF, Berlin), 1-4 Toor, R., Savage, G (2006) Effect of semi-drying on the antioxidant components of tomatoes Food Chemical, 94, 90-97 Yuksel, Z., Avci, E and Erdem, Y K (2010) Characterization of binding interactions between green tea flavonoids and milk proteins Food Chemistry, 121, 450-456 INFLUENCES OF MATURITY STAGES AND CONVENTIONAL EXTRACTION CONDITION ON POLYPHENOL OF BANANA PEELS (MUSA PARADISIACA L.) Pham Tran Bao Nghi*, Truong Hoai Vuong, Nguyen Van Muoi, Tran Thanh Truc Can Tho University * Contact email: tttruc@ctu.edu.vn ABSTRACT The banana peels can represent 36% of the total weight of the fruit but is mostly discarded as waste or use only for animal feed or composting This by-product is rich in phenolics and traditionally uses for the treatment of various ailments However, composition and levels of phenolic compounds are influenced by various factors, including varieties, maturity, pre-treatments and extraction condition The aim of this study was to investigate the influence of maturity stage and extraction process on polyphenol and antioxidant activity of banana peels (Musa paradisiaca L.) The analyses of antioxidant activity conducted were total phenolic content TPC (mg GAE/g, dry basic) and 2,2-diphenyl-1picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging assays (based on Trolox standard, TEAC, µmol TE/g dry basic) From the result, banana peels with yellowish green color showed significantly higher antioxidant activity compared to mature (green color) and ripe (yellow color) of peels In the conventional extraction methods, optimal results pointed out ethanol concentration of 50%, material/ solvent ratio of 1:40 (w/v), extraction time of 1.5 hours and temperature of 60C TPC obtained approximate 9.93 mg GAE/g (dry basic) and the TEAC was approximately 50 μmol TE/g (dry basic) of banana peel flour Key words: antioxidant activity, banana peel, extraction condition, maturity stages, polyphenol Received: 12th March 2019 1304 Reviewed: 27th March 2019 Accepted: 31st March 2019 ... phẩm vỏ chuối xiêm để thu nhận polyphenol Vỏ chuối xiêm mức độ xanh ngả vàng mức độ chín phù hợp giúp thu polyphenol có hàm lượng cao hoạt tính chống oxy hóa tốt Điều kiện trích ly polyphenol phương. .. theo độ chín nguyên liệu, chọn lựa độ chín thích hợp cho nghiên cứu 2.3.3 Xác định điều kiện trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm Các yếu tố có ảnh hưởng đến hiệu thu nhận polyphenol từ bột vỏ. .. vỏ chuối xiêm Ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu dung môi (w/v) đến hiệu suất trích ly polyphenol từ bột vỏ chuối xiêm độ chín thục (vỏ màu xanh ngả vàng) thể Hình Kết cho thấy hiệu suất trích ly polyphenol