5. Bố cục luận án
3.4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi ethanol và đỗ đen lên men đến khả năng chiết xuất
men, cho hoạt tính kìm hãm α-glucosidase cao nhất đạt 84,63 ± 2,17% và hoạt lực kìm hãm α-glucosidase IC50 mạnh nhất đạt 235,41 ± 13,26 µg/ml (sau 6 phút chiết xuất tỷ lệ dung môi : bột đỗ đen là 6 lít / kg, ở nhiệt độ 600C, siêu âm cường độ 8W/cm2 ở tần số 20 kHz).
3.4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi ethanol và đỗ đen lên men đến khả năng chiết xuất AGIs chiết xuất AGIs
Sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa dung môi và nguyên liệu đỗ đen lên men càng lớn sẽ thúc đẩy quá trình khuếch tán chất tan (trường hợp này là AGIs) ra ngoài dung môi càng tăng, tỷ lệ dung môi trong quá trình chiết xuất càng nhiều, càng chiết xuất được nhiều chất hòa tan. Tuy nhiên, nếu sử dụng lượng dung môi quá lớn cho quá trình chiết xuất sẽ tốn nhiều năng lượng và thể tích thiết bị.
Hình 3.21 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi ethanol và đỗ đen lên men đến hoạt tính kìm hãm α- glucosidase (%) của dịch chiết đỗ đen lên men
Do đó việc khảo sát tỷ lệ dung môi và nguyên liệu đỗ đen lên men thích hợp chiếm vai trò quan trọng quá trình trích ly bằng sóng siêu âm. Trên cơ sở đó thí nghiệm tiến hành khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ dung môi ethanol 50% và đỗ đen lên men nhằm thu AGIs từ có hoạt tính cao nhất. Để xác định được tỷ lệ dung môi phù hợp cho chiết xuất AGIs, tiến hành khảo sát chiết xuất ở các tỷ lệ 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 và 10 lít / kg dung môi 50% ethanol: đỗ đen lên men nguyên liệu theo phương pháp đã được trình bày (mục 2.3.5.3). Xác định hoạt tính kìm hãm α-glucosidase của dung dịch chiết tương ứng với từng thí nghiệm trong sử dụng tỷ lệ dung môi ethanol chiết xuất, từ đó xác định được tỷ lệ dung môi ethanol phù hợp cho chiết xuất AGIs cao từ đỗ đen lên men.
Kết quả (Hình 3.21) cho thấy sử dụng dung môi với các tỷ lệ khác nhau thì khả năng chiết AGIs khác nhau, hoạt tính kìm hãm α-glucosidase tăng khi tỷ lệ dung môi ethanol tăng, tăng mạnh từ tỷ lệ 3, 4, 5 và 6 lít / kg ethanol : đỗ đen lên men cho hoạt tính kìm hãm α-glucosidase tương ứng lần lượt là 59,2 ± 1,19; 67,86 ± 0,86; 73,85 ± 1,32 và 84,63 ± 1,41 %, tỷ lệ dung môi ethanol trích ly AGIs từ đỗ đen lên men là thấp, cho hoạt tính kìm hãm α-glucosidase thu hồi thấp.
Điều này có thể giải thích do lượng dung môi sử dụng ít, không đủ xâm nhập vào toàn bộ nguyên liệu chiết xuất, không đủ cho sự khuyếch tán chất tan (AGIs) vào dung môi (dung dịch ethanol nồng độ 50% để chiết xuất). Hơn nữa, một lượng dung môi sẽ được giữ lại trong nguyên liệu đỗ đen lên men là nguyên nhân làm giảm hiệu quả thu nhận AGIs thấp. Khi gia tăng tỷ lệ dung môi sử dụng, sự chênh lệch nồng độ chất tan và cơ chất tăng, làm tăng tính tan và tăng sự khuếch tán. Vì thế làm tăng hoạt tính kìm hãm α-glucosidase trong quá trình chiết xuất. Tuy nhiên ở các tỷ lệ dung môi cao (6, 7, 8, 9 và 10 lít / kg ) thì hoạt tính kìm hãm α-glucosidase thu được sẽ giảm do mức độ pha loãng của AGIs trong dịch chiết xuất tăng.
Với tỷ lệ dung môi sử dụng càng cao thì thể tích dịch chiết xuất (V) thu được càng nhiều, trong khi lượng AGIs sinh ra từ quá trình lên men rắn là không đổi. Kết quả hoạt tính kìm hãm α-glucosidase thu được ở tỷ lệ dung môi và cơ chất rắn là 6, 7, 8, 9 và 10 lít / kg giảm dần. Ngoài ra, khi tỷ lệ dung môi sử dụng và cơ chất gia tăng cũng thúc đẩy quá trình hòa tan AGIs vào dung môi tăng nhanh ở giai đoạn đầu. Với nhiệt độ và thời gian chiết xuất được giữ cố định, lượng AGIs được hòa tan vào dung môi có thể đạt đến mức cao nhất ở thời gian ngắn hơn khi so sánh với các tỷ lệ dung môi và cơ chất thấp hơn. Mặc dù vậy, thể tích dịch chiết AGIs không gia tăng tỷ lệ thuận cùng với sự gia tăng tỷ lệ dung môi và cơ chất. Ở điều kiện khảo sát, các mẫu có tỷ lệ dung môi sử dụng cao (6, 7, 8, 9 và
10 lít / kg ), hoạt tính kìm hãm α-glucosidase thu được sau ly tâm cao hơn khi so sánh với trường hợp tỷ lệ dung môi sử dụng thấp hơn, điều này cũng góp phần làm giảm thể tích dịch chiết và giảm hoạt tính kìm hãm α-glucosidase tổng, hoạt tính kìm hãm α-glucosidase ở các mẫu có tỷ lệ 7, 8, 9 và 10 lít / kg ethanol / đỗ đen lên men cho hoạt tính kìm hãm α- glucosidase tăng không đáng kể, tương ứng lần lượt là 86,56 ± 1,97; 87,01 ± 1,69; 87,86 ± 2,17 và 89,01 ± 1,93 % hoạt tính kìm hãm α-glucosidase.
Do đó, để tiết kiệm dung môi và năng lượng đáng kể góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế, ở tỷ lệ ethanol 50% : đỗ đen lên men là 6 lít / kg được lựa chọn sử dụng cho quá trình chiết xuất AGIs từ đỗ đen lên men bằng sử dụng sóng siêu âm là phù hợp, cho hoạt tính kìm hãm α-glucosidase đạt 84,63 ± 1,41 % sau 6 phút chiết xuất ở nhiệt độ 600C, siêu âm cường độ 8W/cm2 ở tần số 20 kHz.