Tối ưu hóa điều kiện sấy thăng hoa cao chiết lá ổi rừng bằng phương pháp bề mặt đáp ứng

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

• Nguyên liệu và thiết bị 1. Lá ổi rừng
• Phương pháp nghiên cứu 1. Sơ đồ nghiên cứu

- Hàm mục tiêu: Hàm lượng polyphenol tổng, flavonoid tổng, hiệu suất vi bao, năng suất tải, khả năng kháng oxy hóa (DPPH, ABTS) và ức chế enzyme (α-amylase và α- glucosidase). Cách thực hiện: Dung dịch đồng nhất được cấp đông trong tủ đông -80ºC trong 14 giờ để đảm bảo nhiệt độ tại tâm và bề mặt của nguyên liệu đều đạt -80ºC và hàm lượng nước tự do được chuyển thành trạng thái rắn hoàn toàn. Cách thực hiện: Trong phương pháp sấy thăng hoa, thiết bị sẽ tạo áp suất chân không là 20Pa và nâng nhiệt độ từ -80ºC lên -50ºC để nước thăng hoa, hàm lượng nước tự do sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng.

Dựa trên nghiên cứu của González-Ortega và cộng sự (2020), phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được lựa chọn để tối ưu hóa điều kiện vi bao cao chiết lá ổi rừng. Các biến phụ thuộc như sau: tổng hàm lượng Polyphenol (TPC), tổng hàm lượng Flavonoid (TFC), hiệu suất vi bao, khả năng kháng oxy hóa và khả năng kháng enzyme. Theo Robert và cộng sự (2010), hiệu suất vi bao dựa trên dựa trên mức chênh lệch giữa hàm lượng polyphenol trên bề mặt và hàm lượng polyphenol tổng số.

Hỗn hợp được ủ trong tối, ở nhiệt độ phòng trong 30 phút và tiến hành đo độ hấp thụ ởbước sóng 515 nm bằng máy Hidex Sense (Microplate reader). b) Khả năng dập tắt gốc tự do ABTS. Xác định khả năng năng dập tắt gốc tự do ABTS được tiến hành dựa trên phương pháp cải tiến của Tang Van Nguyen và Minh Duong Le (2018). Dung dịch ABTS được chuẩn bị bằng cách pha loãng với methanol, sao cho độ hấp thụ của mẫu control đạt 1,0-1,2 ở bước súng 734 nm.

Hỗn hợp được ủ trong tối, ở nhiệt độ phũng trong 2 giờ và tiến hành đo độ hấp thụ ở bước sóng 734 nm bằng máy Hidex Sense (Microplate reader). Trong đó: AB và AA lần lượt là độ hấp thụ màu của mẫu kiểm chứng (mẫu chỉ chứa dung môi) và độ hấp thụ màu của dung dịch phản ứng chứa dịch chiết sau thời gian ủ tối. Bổ sung 2 mL dinitrosalicylic acid (thuốc thử DNS) và tiến hành đun sôi cách thủy hỗn hợp dịch mẫu trong 10 phút, làm nguội đến nhiệt độ phòng.

Trong đó: A0 là độ hấp thụ của mẫu kiểm chứng (mẫu chỉ chứa dung môi pha cao chiết) ở thời điểm ban đầu; A1 là độ hấp thụ của mẫu thí nghiệm. Kết quả thu thập được xử lý bằng phần mềm IBM SPSS Statistics 29 để tính giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, độ chính xác và sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức α = 0,05 giữa các nghiệm thức.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

• Kết quả khảo sát ảnh hưởng của điều kiện vi bao đến một số tính chất hóa lý của bột sấy thăng hoa cao chiết lá ổi rừng
• Tối ưu hóa điều kiện vi bao cao chiết lá ổi rừng bằng phương pháp sấy thăng hoa Thông qua thực nghiệm thu thập số liệu từ 20 nghiệm thức được thiết kế dựa trên mô

Tối ưu hóa điều kiện vi bao cao chiết lá ổi rừng bằng phương pháp sấy thăng hoa Thông qua thực nghiệm thu thập số liệu từ 20 nghiệm thức được thiết kế dựa trên mô hình tối ưu CCI, chúng tôi tiến hành phân tích và đánh giá mức độ phù hợp của từng chỉ tiêu tương ứng với từng mô hình khác nhau dưới sự tác động của 3 yếu tố: hàm lượng chất khô, tỷ lệ gum Arabic thay thế và tỷ lệ cao chiết bổ sung. Dữ liệu đánh giá được thực hiện bằng phần mềm Design-Expert 12 (Bảng 4.2 và Bảng 4.3) với 8 mô hình bề mặt đáp ứng ở các hàm mục tiêu: hàm lượng polyphenol tổng, hàm lượng flavonoid tổng, hiệu suất vi bao, năng suất tải, hoạt tính chống oxy hóa thông qua khả năng dập tắt gốc tự do DPPH và ABTS, khả năng kháng enzyme α-amylase và α-glucosidase. Dựa trên dữ liệu phân tích phương sai (ANOVA), các hệ số hồi quy, mức độ không phù hợp của mô hình tối ưu hóa được xác định thông qua hệ số tương quan R2. Mức độ dự đoán của mô hình trùng khớp với dữ liệu thực nghiệm khi R2 gần bằng 1. Hơn thế nữa, giá trị R2 lớn hơn 0,8 chứng minh mô hình có sự tương quan tốt. Phân tích ANOVA về các chỉ tiêu tối ưu và mức độ phù hợp của mô hình thực nghiệm. Polyphenol tổng Flavonoid tổng Hiệu suất. Giá trị khô) khô).

Bề mặt đáp ứng thể hiện tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng với các yếu tố (a) Bề mặt đáp ứng tương tác một yếu tố (b) Bề mặt đáp ứng tương tác giữa tỷ lệ chất mang và tỷ lệ cao (c) Bề mặt đáp ứng tương tác giữa tổng chất khô với tỷ lệ cao. Tuy nhiên, nghiên cứu của Ramakrishnan và cộng sự (2018) đã chỉ ra rằng bột vi bao nước ép cà chua thân gỗ sử dụng hoàn toàn GA được cho là kém ổn định nhất trong việc lưu giữ các hợp chất phenolic và điều này được giải thích bởi GA có độ nhớt cao dẫn đến độ hòa tan trong dung dịch giảm, khả năng tạo màng kém do đó giảm sự liên kết và bao lấy các hợp chất sinh học. Riêng ở các nghiệm thức sử dụng hoàn toàn GA hoặc RMD, hàm lượng chất khô tăng từ 10 đến 30% (w/w) đồng nghĩa khả năng liên kết giữa chất mang và cao chiết trong lừi và trờn bề mặt vi bao tăng, giỳp cỏc hợp chất được lưu giữ lại trờn hỗn hợp chất mang với tỷ lệ cao hơn.

Nguyên nhân tổn thất có thể là do sự phân hủy (phản ứng thủy phân, oxy hóa) của các hợp chất phenolic trong quá trình chuẩn bị mẫu, nghiền tạo bột (Laine và cộng sự, 2008), cũng như quá trình ly tâm và lọc dịch chiết vi bao để xác định hàm lượng TPC. Bề mặt đáp ứng thể hiện tương quan giữa năng suất tải với các yếu tố (a) Bề mặt đáp ứng tương tác giữa tổng chất khô với tỷ lệ chất mang (b) Bề mặt đáp ứng tương tác giữa tổng chất khô và tỷ lệ cao chiết (c) Bề mặt đáp ứng tương tác giữa tỷ lệ. Nhiều nghiên cứu đã tuyên bố rằng maltodextrin là một trong những chất mang hiệu quả nhất để bao gói các hợp chất có hoạt tính sinh học nhưng khả năng nhũ hóa kém đã hạn chế ứng dụng của chúng để bao gói các hợp chất kỵ nước và dễ bay hơi.

Điều này có thể do việc giải phóng các chất chống oxy hóa vào dịch chiết vi bao có thể bị ngăn cản, dẫn đến hàm lượng các hoạt chất trong dung dịch không cao, làm giảm khả năng chống oxy hóa của chúng so với các nghiệm thức chỉ sử dụng một loại chất mang, bởi sự kết hợp của các vật liệu khác nhau dẫn đến mạng lưới các liên kết tăng lên, hình thành các lớp phủ dày và bền chắc hơn, tăng khả năng bảo vệ các hợp chất có hoạt tính sinh học (Hogan và cộng sự, 2001). Trong báo cáo của Ballesteros và cộng sự (2017), việc sử dụng maltodextrin làm chất mang để bao gói các hợp chất từ chiết xuất bã cà phê cho thấy hiệu quả kháng oxy hóa tốt hơn so với mẫu được bao gói bằng hỗn hợp maltodextrin và gum arabic hoặc hoàn toàn từ gum arabic. Mặt khác, hoạt tính kháng oxy hóa thấp ở các nghiệm thức sử dụng GA có thể là do cấu trúc phân nhánh cao, chứa protein liên kết cộng hóa trị với chuỗi carbohydrate tham gia liên kết với các hợp chất phenolic, giúp tăng độ ổn định của các hợp chất này trong dịch chiết vi bao, dẫn đến có ít hợp chất phenolic tự do hơn trong hỗn hợp bột vi bao (Oliveira và Pintado, 2015).

Bề mặt đáp ứng thể hiện tương quan giữa khả năng kháng enzyme α- glucosidase với các yếu tố (a) Bề mặt đáp ứng tương tác một yếu tố (b) Bề mặt đáp ứng tương tác giữa tổng chất khô và tỷ lệ cao chiết (c) Bề mặt đáp ứng giữa tỷ lệ chất. Vì vậy, nghiên cứu của chúng tôi cho thấy bột vi bao cao chiết lá ổi rừng có thể ứng dụng trong việc hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường tuýp 2 như một phương pháp ngăn chặn sự hấp thụ glucose sau khi ăn hiệu quả bằng cách ức chế các enzyme thủy phân carbohydrate tiêu biểu như α-glucosidase và α-amylase. Điều này chứng tỏ khi hàm lượng gum arabic thay thế với tỷ lệ quá cao dẫn đến các hợp chất phenolic có thể đã được liên kết chặt chẽ với hỗn hợp chất mang, khả năng giải phóng ra khỏi hỗn hợp bị hạn chế, giảm các chức năng có hoạt tính sinh học.

Từ dữ liệu thu được, phần mềm Design Expert 12 đã phân tích và xác định được điều kiện tối ưu vi bao cao chiết lá ổi rừng theo phương pháp bề mặt đáp ứng như sau: Tổng hàm lượng chất khô là 20% (w/w), tỷ lệ gum arabic thay thế maltodextrin kháng là 50%.