Đánh giá hàm lượng tổng và nguyên dạng của các hợp chất polyphenol trong một số loại trà đặc trưng ở việt nam

NTTU-NCKH-04 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: Đánh giá hàm lượng tổng nguyên dạng hợp chất polyphenol số loại trà đặc trưng Việt Nam Số hợp đồng: 2020.01.052/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Thị Như Trang Đơn vị công tác: Khoa Kỹ thuật Thực phẩm Môi trường Thời gian thực hiện: 12 tháng TP Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 12 năm 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc - Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2020 Tên đề tài: Đánh giá hàm lượng tổng nguyên dạng hợp chất polyphenol số loại trà đặc trưng Việt Nam Số hợp đồng: 2020.01.052/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: TS Trần Thị Như Trang Đơn vị công tác: Khoa Kỹ thuật Thực phẩm Môi trường Thời gian thực hiện: 12 tháng Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên Chun ngành Nguyễn Cơng Hậu Hố học Phân tích Lê Thị Anh Đào Hố học Phân tích Cơ quan cơng tác Khoa Kỹ thuật Thực phẩm Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành Ký tên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Hóa chất, dụng cụ thiết bị - 13 2.1.1 Hóa chất 13 2.1.2 Chuẩn bị hóa chất - 13 2.1.3 Dụng cụ 15 2.1.4 Thiết bị - 16 2.2 Lấy mẫu bảo quản mẫu 16 2.2.1 Lấy mẫu 16 2.2.2 Tiền xử lý mẫu bảo quản mẫu - 17 2.3 Xác định độ ẩm mẫu trà - 17 2.4 Xác định hàm lượng polyphenol tổng trà 18 2.4.1 Khảo sát nhiệt độ chiết mẫu bể ủ nhiệt - 18 2.4.2 So sánh điều kiện chiết ủ nhiệt chiết có hỗ trợ sóng siêu âm - 20 2.4.3 Khảo sát tỷ lệ chiết số lần chiết mẫu - 21 2.4.4 Thẩm định phương pháp phân tích polyphenol tổng trà 22 2.4.4.1 Ước lượng giới hạn phát giới hạn định lượng 22 2.4.4.2 Xây dựng đường chuẩn khoảng làm việc - 23 2.4.4.3 Đánh giá độ lặp lại độ tái lặp - 23 2.4.4.4 Đánh giá độ 24 2.4.5 2.5 Xác định hàm lượng polyphenol tổng mẫu trà khô thành phẩm 24 Xác định hàm lượng nguyên dạng polyphenol trà - 24 2.5.1 Khảo sát tối ưu thông số máy 24 2.5.2 Khảo sát gradient pha động dung môi tiêm 25 i 2.5.3 Quy trình chiết mẫu phân tích ngun dạng polyphenol trà 25 2.5.4 Thẩm định phương pháp phân tích nguyên dạng polyphenol trà - 25 2.5.4.1 Ước lượng giới hạn phát giới hạn định lượng 25 2.5.4.2 Xây dựng đường chuẩn khoảng làm việc - 25 2.5.4.3 Đánh giá độ lặp lại độ tái lặp - 26 2.5.4.4 Đánh giá độ 26 2.5.5 2.6 Xác định hàm lượng nguyên dạng polyphenol trà 26 Ứng dụng phương pháp phân tích hồi quy đa biến phân loại mẫu trà khô thành phẩm - 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN - 27 3.1 Độ ẩm mẫu trà 27 3.2 Quy trình chiết hợp chất polyphenol khỏi mẫu trà - 28 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết mẫu đến hàm lượng polyphenol tổng 28 3.2.2 So sánh hiệu quy trình chiết ủ nhiệt chiết có hỗ trợ sóng siêu âm - 29 3.2.3 Ảnh hưởng tỷ lệ chiết số lần tái chiết đến hàm lượng polyphenol tổng - 30 3.2.4 3.3 Quy trình chiết mẫu áp dụng - 33 Phương pháp quang phổ hấp thu phân tử xác định hàm lượng polyphenol tổng trà khô thành phẩm - 34 3.3.1 Giới hạn phát giới hạn định lượng ước lượng - 34 3.3.2 Đường chuẩn gallic acid phân tích hàm lượng polyphenol tổng 34 3.3.3 Độ lặp lại tái lặp phương pháp phân tích polyphenol tổng - 35 3.3.4 Hiệu suất thu hồi phương pháp 36 3.4 Phương pháp sắc ký lỏng siêu hiệu ghép nối đầu dò khối phổ hai lần xác định hàm lượng nguyên dạng polyphenol trà khô thành phẩm - 37 3.4.1 Thông số hoạt động thiết bị tối ưu 37 ii 3.4.2 Chương trình gradient pha động dung môi tiêm 38 3.4.3 Đường chuẩn nguyên dạng polyphenol 40 3.4.4 Độ lặp lại độ tái lặp phương pháp phân tích nguyên dạng polyphenol - 42 3.4.5 3.5 Hiệu suất thu hồi phương pháp phân tích nguyên dạng polyphenol 43 Đánh giá hàm lượng tổng nguyên dạng polyphenol mẫu trà khô thành phẩm phương pháp phân tích thẩm định - 43 3.5.1 Hàm lượng polyphenol tổng mẫu trà khô thành phẩm - 43 3.5.2 Hàm lượng nguyên dạng polyphenol mẫu trà khô thành phẩm - 46 3.6 Phân biệt mẫu trà khô thành phẩm phương pháp phân tích hồi quy đa biến 51 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC - 59 PHỤ LỤC 2: MINH CHỨNG ĐI KÈM 77 PHỤ LỤC 3: THUYẾT MINH ĐỀ TÀI 81 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT  AOAC (Association of Official Analytical Chemists): Hiệp hội nhà hóa học phân tích thức  B1: Procyanidin B1  B2: Procyanidin B2  C: (+)-Catechin  CFA: Caffeic acid  CFI: Caffeine  DAD (Diode Array Detector): Đầu dò mảng diode  EC: (-)-Epicatechin  ECG: (-)-Epicatechin gallate  EGC: (-)-Epigallocatechin  EGCG: (-)-Epigallocatechin gallate  ESI (Electrospray Ionization)  GA: Gallic acid  GAE (Gallic Acid Equivalent): Đương lượng gallic acid  ISO (International Organization for Standardization): Tổ chức Tiêu chuẩn quốc tế  MP (Mobile Phase): Pha động  MS (Mass Spectrometer): Máy đo khối phổ  PCA (Principal Component Analysis): Phương pháp phân tích thành phần  PLS (Partial Least Squares-regression): Phương pháp bình phương tối thiểu phần  PTFE (Polytetrafluoroethylene)  QToF MS (Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry): Phương pháp khối phổ tứ cực thời gian bay  rpm (round per minute): vòng phút  RSD (Relative Standard Deviation): Độ lệch chuẩn tương đối  SD (Standard Deviation): Độ lệch chuẩn  TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam  TPC (Total Polyphenol Content): Hàm lượng polyphenol tổng iv  TPCs (Total Polyphenol Contents): Hàm lượng polyphenol tổng  UHPLC (Ultra-High Performance Liquid Chromatography): Sắc ký lỏng siêu hiệu cao  UV-Vis (UltraViolet-Visible): Tử ngoại-Khả kiến v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Thông tin mẫu trà nghiên cứu - 17 Bảng 2.2 Thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng tỷ lệ chiết số lần tái chiết - 22 Bảng 2.3 Giá trị xây dựng đường chuẩn gallic acid - 23 Bảng 3.1 Kết độ ẩm cho mẫu trà - 27 Bảng 3.2 Ảnh hưởng điều kiện chiết đến hàm lượng polyphenol tổng chiết - 30 Bảng 3.3 Kết đường chuẩn gallic acid so sánh với ISO 14502-1: 2005 - 34 Bảng 3.4 Kết thực độ lặp lại phương pháp 35 Bảng 3.5 Kết hiệu suất thu hồi (HSTH) 36 Bảng 3.6 Thơng số hoạt động đầu dò khối phổ TSQ Endura - 37 Bảng 3.7 Thời gian lưu phân mảnh định lượng, định tính cho hợp chất 38 Bảng 3.8 Chương trình gradient pha động sử dụng - 39 Bảng 3.9 Giá trị giới hạn phát giới hạn định lượng ước lượng - 40 Bảng 3.10 Phương trình đường chuẩn xây dựng cho nguyên dạng polyphenol - 41 Bảng 3.11 Kết đánh giá độ lặp lại phương pháp UHPLC-MS/MS 42 Bảng 3.12 Kết hiệu suất thu hồi thêm chuẩn vào MKS 43 Bảng 3.13 Hàm lượng polyphenol tổng mẫu trà khô thành phẩm 43 Bảng 3.14 Hàm lượng nguyên dạng polyphenol mẫu trà khô thành phẩm (mg g–1) - 47 Bảng PL1.1 Công dụng số thông số hoạt động đầu dò khối phổ Endura 61 Bảng PL1.2 Độ chệch điểm chuẩn gallic acid 62 Bảng PL1.3 Kết thực độ tái lặp phương pháp UV-Vis phân tích hàm lượng polyphenol tổng - 63 Bảng PL1.4 So sánh diện tích peak hai dung mơi tiêm hệ UHPLC-MSMS - 63 Bảng PL1.5 Độ chệch điểm chuẩn 71 vi Bảng PL1.6 Kết đánh giá độ tái lặp phương pháp UHPLC-MSMS - 72 vii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH Hình 1.1 Xuất trà Việt nam qua tháng giai đoạn năm 2016-2018 - 04 Hình 1.2 Quy trình sản xuất loại trà - 04 Hình 1.3 Cấu tạo hợp chất catechin 05 Hình 1.4 So sánh thành phần loại trà xanh Việt Nam, loại trà xanh Trung Quốc 15 loại trà xanh Nhật Bản - 11 Hình 2.1 Quy trình chiết mẫu theo ISO 14502-1: 2005 - 19 Hình 2.2 Quy trình lên màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu 20 Hình 2.3 Quy trình chiết mẫu có hỗ trợ sóng siêu âm 21 Hình 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết mẫu đến hàm lượng polyphenol tổng dịch chiết 28 Hình 3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ chiết số lần chiết đến hàm lượng polyphenol tổng dịch chiết 32 Hình 3.3 Quy trình chiết mẫu áp dụng - 33 Hình 3.4 So sánh hàm lượng polyphenol tổng mẫu trà khô thành phẩm 44 Hình 3.5 Hàm lượng số catechin mẫu trà khô thành phẩm 48 Hình 3.6 Cấu trúc hoá học flavan-3-ol diện trà - 50 Hình 3.7 Hàm lượng chất B1, B2 GA mẫu trà khô thành phẩm - 50 Hình 3.8 Score plot (trái) loading plot (phải) dựa biến nguyên dạng polyphenol - 51 Hình 3.9 Score plot (trái) loading plot (phải) dựa biến nguyên dạng polyphenol 16 nguyên tố - 52 Hình PL1.1 Thiết bị UV-Vis 1800 Shimadzu Phịng thí nghiệm Hóa Phân tích, Khoa Kỹ thuật Thực phẩm Môi trường 59 Hình PL1.2 Thiết bị UHPLC-TSQ Endura Viện Hàn Lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam thành phố Hồ Chí Minh (VAST, HCMC) 60 Hình PL1.3 Mẫu trà trước xay sau xay - 61 Hình PL1.4 Đường chuẩn gallic acid 62 Hình PL1.5 Peak sắc ký chất thu từ hai dung môi tiêm - 69 viii 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 ... chống oxy hóa trà: trà xanh > trà oolong > trà đen > trà Pu’erh (Namal Senanayake 2013) Trong nghiên cứu trà, đánh giá hợp chất polyphenol, người ta đánh giá hàm lượng tổng (Total Polyphenol Contents-TPCs)... siêu hiệu kết hợp với kỹ thuật phân tích khối phổ nhằm đánh giá hàm lượng tổng nguyên dạng hợp chất polyphenol quan trọng số loại trà đặc trưng Việt Nam thu thập miền Bắc miền Nam Sau đó, phương... AOAC Đánh giá hàm lượng tổng nguyên Báo cáo kết hàm lượng tổng dạng polyphenol mẫu trà nguyên dạng polyphenol thành phẩm phương pháp phân trà dạng bảng, đồ thị kèm tích thẩm định theo nhận xét, đánh