NGHIÊN cứu QUÁ TRÌNH TRÍCH LY CHLOROPHYLL từ cây lúa NON

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TRÍCH LY CHLOROPHYLL TỪ CÂY LÚA NON Giáo viên hướng dẫn : ThS Hồ Thị Ngọc Nhung : ThS Huỳnh Thị Thúy Loan Lớp : 14DTP1 Niên khóa : 2014 - 2018 Đồng Nai, ngày tháng năm 2018 DANH SÁCH SINH VIÊN STT Họ đệm Tên MSSV Nguyễn Duy Kiên 1406603 Phạm Thị Ngọc 1407050 Hoàng Tiến Đạt 1407409 Phan Quốc Hiệp 1407183 i Ghi LỜI CẢM ƠN Trước hết chúng em xin cảm ơn gia đình tạo cho chúng em niềm tin điểm tựa vững để chúng em vượt qua khó khăn Chúng em xin cảm ơn cô Hồ Thị Ngọc Nhung Huỳnh Thị Thúy Loan, tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức giúp đỡ chúng em suốt thời gian làm báo cáo Chúng em xin cảm ơn thầy cô trường Đại học Công nghệ Đồng Nai giúp đỡ, dạy cho chúng em kiến thức chuyên ngành thực phẩm, tạo điều kiện tốt cho chúng em tiếp cận với thực tế Chính điều củng cố làm hành trang cho chúng em suốt q trình thực khóa luận tốt nghiệp Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy, cô người không trực tiếp hướng dẫn, mà giúp đỡ chúng em suốt trình thực khóa luận tốt nghiệp Nhóm sinh viên thực ii Trường Đại học Công Nghệ Đồng Nai Khoa Khoa Học Ứng Dụng – Sức Khỏe Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Nhóm Bộ Mơn: Cơng Nghệ Thực Phẩm Ngành: Công Nghệ Chế Biến Thực Phẩm Năm Học: 2014-2018 Tên đề tài: Nghiên cứu trích ly chlorophyll từ lúa non Nhiệm vụ: Xây dựng quy trình trích ly chlorophyll Khảo sát hoạt lực nảy mầm hạt lúa Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng chlorophyll Ngày giao nhiệm vụ luận án: ……………… Ngày hoàn thành nhiệm vụ: ………………… Họ tên người hướng dẫn: Phần hướng dẫn: ThS Hồ Thị Ngọc Nhung Toàn phần ThS Huỳnh Thị Thúy Loan Nội dung yêu cầu luận án thông qua môn Ngày… tháng…….năm ……… Ngày… tháng…….năm ……… TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Biên Hòa, ngày tháng năm PHẦN GHI KẾT QUẢ KLTN TRƯỞNG KHOA Ngày bảo vệ: ………………… (Ký ghi rõ họ tên) Điểm tổng kết: ……………… ………………………………………… Nơi lưu trữ LVTN: ………… iii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Biên Hòa, ngày tháng năm 2017 Giáo viên hướng dẫn iv NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Biên Hòa, ngày tháng năm 2017 Giáo viên phản biện v MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI .1 1.1 Đặt vấn đề .1 1.1 Mục đích nội dung nghiên cứu .1 1.2 Ý nghĩa khoa học 1.3 Ý nghĩa thực tiễn CHƯƠNG 2: CỞ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu lúa .3 2.2 Đặc điểm hình thái lúa 2.2.1 Thân lúa 2.2.3 Lá lúa 2.2.4 Bông hạt lúa .7 2.3 Đặc điểm hình thái mạ 2.3.1 Đặc điểm sinh học 2.4 Chlorophyll, hoạt tính chống oxy hóa ứng dụng 2.4.1 Đặc tính chlorophyl .9 2.4.2 Lịch sử nghiên cứu chlorophyll 10 2.4.3 Cấu trúc q trình sinh hóa tổng hợp chlorophyl 10 2.4.4 Hoạt tính chống oxi hóa chlorophyll 13 2.4.5 Tác dụng chlorophyl 14 2.4.6 Một số sản phẩm chlorophyll thị trường .15 2.5 Tình hình nghiên cứu chlorophyll nước giới 17 2.5.1 Trong nước 17 2.5.2 Trên giới .17 2.6 Các phương pháp trích ly xác định chlorophyll, ưu nhược điểm 21 2.6.1 Các phương pháp trích ly chlorophyll 21 2.6.2 Các phương pháp xác định chlorophyll 23 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 3.1 Thời gian địa điểm thực 25 3.2 Phương tiện nghiên cứu .25 3.2.1 Vật liệu thí nghiệm .25 3.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu .26 3.3.1 Quy trình nghiên cứu thử nghiêm 26 ̣ vi 3.3.2 Thuyết minh quy trình .27 3.3.2.1 Phân loại .27 3.3.2.2 Ngâm hạt lúa 27 3.3.2.3 Ủ hạt lúa 27 3.3.2.4 Trồng lúa non .28 3.3.2.5 Xay nhỏ 28 3.3.2.6 Bổ sung dung mơi sử dụng siêu âm để trích ly 28 3.3.2.7 Ủ trích ly .29 3.3.2.8 Lọc thu hồi dung dịch Chlorophyll .29 3.3.3 Phương pháp nghiên cứu 30 3.3.4 Phương pháp xử lý số liệu 39 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .40 4.1 Ảnh hưởng thời gian ngâm hạt đến tỉ lệ hạt nảy mầm .40 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ ngâm hạt đến tỉ lệ nảy mầm .41 4.3 Ảnh hưởng thời gian ủ đến tỉ lệ hạt nảy mầm 42 4.4 Ảnh hưởng ngày thu hoạch cho hàm lương chlorophyll tốt 43 4.5 Ảnh hưởng loại dung mơi trích ly đến hàm lượng chlorophyll .45 4.6 Ảnh hưởng bước sóng siêu âm đến hàm lượng chlorophyll .46 4.7 Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hàm lượng chlorophyll .48 4.8 Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hàm lượng chlorophyll .50 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .53 5.1 Kết luận .53 5.2 Kiến nghị .53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC vii DANH MỤC HÌNH Hinh 2.1 Bộ rễ lúa Hinh 2.2 Thời kỳ rễ lúa Hinh 2.3 Thân lúa .4 Hinh 2.4 Nhánh lúa Hinh 2.5 Lá lúa Hinh 2.7 Bông hạt lúa Hinh 2.8 Hạt lúa Hình 2.9 Chlorophyl kính hiển vi .9 Hình 2.10 Sự phân bố chlorophyll trung bình bề mặt nước biển (mg/chl m3) 10 Hinh 2.11 Nước diệp lục 16 Hình 2.12 Một số sản phẩm từ chlorophyl 17 Hình 3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian ngâm 31 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ ngâm 32 Bảng 3.4 Yếu tố khảo sát, yếu tố cố định cho nhiệt độ ngâm 32 Hình 3.3 sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian ủ hạt .33 Bảng 3.5 Yếu tố khảo sát, yếu tố cố định cho thời gian ủ hạt 33 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn ngày trích ly .34 Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn dung môi chiết 35 Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn bước sóng siêu âm .36 Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nồng độ dung mơi chiết 37 Hình 3.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỉ lệ chiết 38 Hình 3.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian trích ly 39 Bảng 3.11 Yếu tố khảo sát, yếu tố cố định cho chọn thời gian trích ly 39 Hình 4.1 Ảnh hưởng thời gian ngâm hạt đến tỉ lệ hạt nảy mầm 41 Hình 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ ngâm hạt đến tỉ lệ nảy mầm .42 Hình 4.3 Ảnh hưởng thời gian ủ đến tỉ lệ hạt nảy mầm 43 Hình 4.4 Hạt lúa ủ nảy mầm 44 Hinh 4.5 Ảnh hưởng thời gian thu hoạch đến hàm lượng chlorophyll 44 Hình 4.6 Cây lúa trồng theo ngày khác 46 Hinh 4.7 Ảnh hưởng loại dung mơi trích ly đến hàm lượng chlorophyll 47 Hình 4.8 Ảnh hưởng bước sóng siêu âm đến hàm lượng chlorophyll .48 Hình 4.8 Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hàm lượng chlorophyll .49 viii Hình 4.9 Ảnh hưởng tỉ lệ ngun liệu/dung mơi đến hàm lượng chlorophyll 51 Hình 4.10 Ảnh hưởng thời gian trích ly đến hàm lượng chlorophyll 52 ix Trong thí nghiệm này, sử dụng phương pháp ngâm chiết để trích ly nên thời gian ngắn (như 18 giờ) không trích ly hầu hết chlorophyll có tế bào mẫu, thời gian trích ly dài (36 giờ) lượng dung môi bay phần, đồng thời xảy chuyển hóa chlorophyll thành pheophytin đờng phân khác dẫn đến thời gian lâu lượng chlorophyll thu khơng tăng mà có xu hướng giảm Với mục tiêu thu lượng chlorophyll cao nhất, thời gian trích ly 24 thời gian thích hợp khơng lâu khiến dung môi bị bay gữ nhiều hàm lượng thời gian thử nghiệm , nên chọn thời gian 24h thời gian phù hợp tối ưu 53 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua thời gian thực đề tài phịng thí nghiệm, chúng em hoàn thành nội dung đề tài “Nghiên cứu trích ly chlorophyll từ lúa non” với kết sau: 1) Đã nghiên cứu nhận thấy thời gian ngâm hạt lúa 36 nhiệt độ 30 C thời gian ủ 36 giờ, thời gian thu hoạch lúa cho hàm lượng chlorophyll tốt ngày thứ 11 2) Ethanol dung mơi chiết thích hợp để thu nhận chlorophyll lúa non phương diện kinh tế lẫn hàm lượng Nồng độ dung mơi ethanol trích ly thích hợp 80% 3) Các thơng số thích hợp cho q trình chiết rút chlorophyll từ lúa ethanol 80% với thời gian chiết thích hợp 24h tỉ lệ ethanol/cây lúa 15/1 (v/w) bước sóng siêu âm thích hợp cho trích ly chlorophyll DEGAS 5.2 Kiến nghị Qua q trình nghiên cứu tơi có vài kiến nghị sau: Trong thực nghiệm chlorophyll cần tiến hành kiểm tra pH dịch chlorophyll trước tiến hành đo độ hấp thụ Theo nghiên cứu trước (R J Porra, 2002), chlorophyll a b bị acid hóa tạo thành pheophytin a b, đó, pH kiềm vịng isocyclic chlorophyll a b bị mở tạo thành rhodochlorins a b Do đó, việc kiểm sốt pH dịch chlorophyll trình chiết tách lưu giữ quan trọng có ảnh hưởng rõ rệt lên kết nghiên cứu Chlorophyll không ổn định với chất acid ánh sáng Lượng vết acid làm cho chlorophyll chuyển thành pheophitin tương ứng Vì vậy, dụng cụ phải trung hịa đảm bảo khơng có acid Ánh sáng mặt trời hay ánh sáng huỳnh quang làm chlorophyll phân hủy nhanh Do cần tiến hành thí nghiệm ánh sáng dịu dụng cụ chứa cản sáng Nghiền mẫu trước chiết làm tăng lượng chlorophyll chiết Cần tiếp tục nghiên cứu sâu chlorophyll hoạt tính chống oxy hóa Do q trình sản xuất thực nghiệm phịng thí nghiệm nên kết quy mơ phịng thí nghiệm Nên hàm lượng chlorophyll mang tính tương đối Cần nghiên cứu thêm để trích ly triệt để lượng chlorophyll lúa Kết đề tài mở hướng mới cho việc sản xuất chất màu, nước giải khát từ chlorophyll từ nguồn nguyên liệu mạ dồi còn bị bỏ phí nước ta 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] Báo cáo tổng kết đề tài độc lập “Xây dựng quy trình chiết xuất, sản xuất đồ uống giàu polyphenol, chlorophyll từ bắp” cấp tỉnh Khánh Hịa Sở khoa học Cơng nghệ tỉnh Khánh Hòa 228 trang Đặng Xuân Cường, 2014 [2] Nguyễn Đình Giao, Nguyễn Thiện Hun Hà Cơng Vượng, Giáo trình cây lương thực, NXB Nông Nghiệp, 1997 [3] Nguyễn Ngọc Đệ, Giáo trình lúa, NXB Nơng Nghiệp, 2008 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [4] Delépine, Marcel, (September 1951), Joseph Pelletier and Joseph Caventou, Journal of Chemical Education, 28 (9), 454.) [5] Müller, Thomas; Ulrich, Markus; Ongania, Karl-Hans; Kräutler, Bernhard (2007), Colorless Tetrapyrrolic Chlorophyll Catabolites Found in Ripening Fruit Are Effective Antioxidants, Angewandte Chemie 46 (45), 8699–8702 [6] Vollenweider, R and J Kerekes, (1982), Eutrophication of waters, Monitoring, assessment and control OECD, Paris, 154 [7] G Mackinney, (1941), Absorption of light by chlorophyll solutions, J Biol Chem., 140, 315-322 [8] M.G Ferruzzi, V Böhm, P.D Courtney, S.J Schwartz, (September, 2002), Antioxidant and Antimutagenic Activity of Dietary Chlorophyll Derivatives Determined by Radical Scavenging and Bacterial Reverse Mutagenesis Assays, Volume 67, Issue 7, 2589–2595 [9] Rebecca Christiana, Hari Kristopo, Leenawaty Limantara, (2008) Photodegradation and antioxidant activity of chlorophyll a from spirulina (spirulina sp.) powder, Indonesian journal of chemistry, 8(2), 236-241 [10] Higashi-Okai K, Yamazaki M, Nagamori H, Okai Y, (2001), Identification and antioxidant activity of several pigments from the residual green tea (Camellia sinensis) after hot water extraction, Pubmed, 23(4), 335-44 [11] Lichtenthaler H, Wellburn A, (1983), Determinations of total carotenoids and chlorophylls a and b of leaf extracts in different solvents, Biochemica Society Transactions, 11, 591–592 [12] M Pepe, C Giardino, G Borsani, (2001), Relationship between apparent optical properties and photosynthetic pigments in the sub-alpine Lake Iseo, The Science of the Total Environment, 268(1-3 55 [13] UNESCO, (1966), Rep SCOR/UNESCO WG 17, UNESCO, Paris, Monogr Oceanogr Methodol, 1, 11 [14] Jeffrey S W., Humphrey G.F., (1975), New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton, Biochem Physiol Pflanzen (BPP), 167 [15] L Edler, (ed.), (1979), Recommendations for marine biological studies in the Baltic Sea Phytoplankton and chlorophyll, The Baltic Marine Biologists Publ 5, 1-38 [16] Chisti Y, Moo-Young M., (1986), Disruption of microbial cells for intracellular products, Enzyme Microb Technol, 8, 194 – 204 56 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phương pháp đo quang phổ Chọn bước sóng hấp thụ tốt chlorophyll Cho khoảng 5ml vào cuvet Đậy nắp máy, máy tự động ghi nhận hiển thị kết hình Ghi nhận kết sử dụng cơng thức tính hàm lượng chlorophyll sau máy báo kết thúc Xác định lượng chlorophyll phương pháp đo quang phở Ngun tắc: Chlorophyll a: có màu từ xanh da trời đến xanh cây, hấp phụ bước sóng 660-665nm cholorophyll b có màu từ vàng đến xanh cây, hấp phụ bước sóng 642-652nm Chlorophyll có phổ hấ p thu ánh sáng cực đại bước sóng 645nm, 663nm, độ hấp thu bước sóng biểu thị cho cường độ sắc tố hay lượng chlorophyll có dung dịch Dựa vào tính chất người ta đo giá trị hấp thu định lượng chlorophyll : Công thức tính lượng chlorophyll sau: Lượng Chlorophyll tổng = 20,2(A 645 ) + 8,02(A 663 ) Lượng Chlorophyll a = 12,7(A 663 ) – 2,69(A 645 ) Lượng Chlorophyll b = 22,9(A 645 ) – 4,68(A 663 ) Phụ lục 2.2: Bảng so sánh thời gian ngâm hạt lúa Phụ lục 2.2: Bảng so sánh nhiệt độ ngâm hạt lúa Phụ lục 2.3: Bảng so sánh thời gian ủ hạt lúa Phụ lục 3: Bảng so sánh thời gian thu hoạch lúa Phụ lục 4: Bảng so sánh chọn dung mơi trích ly Phụ lục 5: Bảng so sánh chọn bước sóng siêu âm Phụ lục 6: Bảng so sánh chọn nồng độ dung môi Phụ lục 7: Bảng so sánh chọn tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu Phụ lục 8: Bảng so sánh chọn thời gian trích ly ... Nai phân công nghiên cứu đề tài “ Nghiên cứu trích ly chlorophyll từ lúa non “ với mục đích tận dụng lúa non để thu nhận chlorophyll dùng thực phẩm 1.1 Mục đích nội dung nghiên cứu Mục đích:... Tên đề tài: Nghiên cứu trích ly chlorophyll từ lúa non Nhiệm vụ: Xây dựng quy trình trích ly chlorophyll Khảo sát hoạt lực nảy mầm hạt lúa Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng chlorophyll. .. cho q trình trích ly chlorophyll: nồng độ dung mơi trích ly, tỉ lệ dung mơi/ ngun liệu, thời gian nhiệt độ chiết Nội dung nghiên cứu Thí nghiệm khảo sát thời gian ngâm, nhiệt độ ngâm hạt lúa,