Hàm lượng ẩm của nguyên liệu

Bảng 3.2. Hàm lượng ẩm của nguyên liệu lá mã đề khô

Thành phần Hàm lượng

Hàm lượng ẩm (%) 13,84 ± 1,46

Kết quả ở bảng 3.2 cho thấy hàm lượng ẩm của lá mã đề khô là 13,84%. Kết quả này cho thấy rằng nguyên liệu sau khi được phơi khô có độ ẩm thấp, do đó thuận tiện trong quá trình bảo quản, tránh được các yếu tố gây hư hỏng như vi sinh vật, enzyme… Khi phơi khô thì dung môi dễ dàng thấm vào trong nguyên liệu hơn sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa bên trong và bên ngoài. Tuy nhiên theo thời gian, nguyên liệu dễ bị hút ẩm trở lại dẫn đến có thể bị nấm mốc, hư hỏng ảnh hưởng đến chất lượng cũng như sai số kết quả của các thí nghiệm khác, do đó cần chia nhỏ lượng nguyên liệu vừa đủ đựng trong các bao bì PE sau đó cho vào bao bì PA, buộc chặt để tránh hiện tượng hút ẩm trở lại.

3.3. Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của bộ phận cây mã đề

Kết quả thí nghiệm khảo sát khả năng chống oxy hóa của các bộ phận cây mã đề được trình bày ở đồ thị Hình 3.1 và 3.2.

Hình 3.1. Ảnh hưởng của các bộ phận cây đến khả năng khử gốc tự do DPPH

của dịch chiết mã đề. Chữ cái trong cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê

(P<0,05).

Hình 3.2. Ảnh hưởng của các bộ phận cây đến tổng năng lực khử của dịch chiết mã đề. Chữ cái trong cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0,05).

Kết quả của đồ thị Hình 3.1 cho ta thấy nồng độ DPPH bị khử ở dịch chiết của lá mã đề là cao nhất 17 mM/ml, tiếp đến là rễ 13,18 mM/ml và thấp nhất là hoa với 4,03 mM/ml. Kết quả ảnh hưởng của các thành phần cây đến tổng năng lực khử ở dịch chiết mã đề Hình 3.2 cũng phản ánh tương tự khi mức độ hấp thụ màu đo ở bước sóng 700nm khi qui về 1 ml dịch chiết ban đâu thì lá > rễ > hoa với giá trị tương ứng (49,08> 38,89> 19,4). Điều này chứng tỏ khả năng chống oxy hóa của lá là tốt nhất.

Giải thích cho điều này có lẽ bởi vì trong lá chứa các thành phần hóa học có hoạt tính chống oxy hóa cao như flavonoid, iridoid glucoside, và các dẫn xuất của cafeic acid… nhiều hơn ở các bộ phận khác. Các bộ phận khác như rễ, hoa và hạt chứa phần lớn là cacbonhydrate và chất béo. So sánh với kết quả nghiên cứu của Mohamed và cộng sự trong nghiên cứu hóa sinh của mã đề (lá, hạt) và đậu guar, 2010. Trong nghiên cứu của Mohamed, các thành phần có hoạt tính sinh học của lá mã đề cao hơn của hạt mã đề và đậu guar. Cụ thể như tổng số phenol (mg gallic/g) của lá> rễ> đậu guar với giá trị tương ứng là (13,05mg/g, 7,43mg/g, 3,76 mg/g). Tổng số Plavonoid (mg Quercetin/g) của lá> rễ> đậu guar ( 6,41mg/g>3,03mg/g > 0,83mg/g), Tannin (mg Catechine /g) của lá 5,63mg/g>rễ 2,43 mg/g > đậu guar 0,76mg/g. Cũng trong nghiên cứu của Mohamed, khả năng chống oxy hóa được xác định bằng phương pháp khử gốc tự do DPPH cũng chỉ ra lá mã đề là thành phần có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất.

Những kết quả trên cho thấy phần lá không chỉ chiếm tỷ lệ khối lượng cao nhất mà còn có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất, kết quả này góp phần lý giải vì sao trong thực tế người ta thường ứng dụng phần lá nhiều hơn (trà mã đề, sản xuất dược liệu từ lá mã đề). Từ kết quả này kết hợp với tỷ lê khối lượng cao mà chọn lá để thí nghiệm tiếp theo.

3.4. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề chiết mã đề

Kết quả ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết mã đề được thể hiện qua đồ thị Hình 3.3 và hình 3.4.

Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết mã. Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa

thống kê (P<0,05).

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến tổng năng lực khử của dịch chiết mã đề. Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê

Kết quả của đồ thị Hình 3.3 và Hình 3.4 cho ta thấy nồng độ ethanol có ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề. Khi tăng nồng độ ethanol thì hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề tăng, cụ thể khả năng khử gốc do DPPH tăng lên và đạt cao nhất ở nồng độ 40% là 11,95 mM/ml, ở nồng độ 50% là 11,69mM/ml. Tương tự như vậy, độ hấp thụ đo ở bước sóng 700nm qui về 1ml dịch chiết ban đầu cũng tăng lên và đạt giá trị cao nhất ở nồng độ 40% (47,93), ở nồng độ 50% (47,03). Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề ở nồng độ ethanol 40 % và 50% thì không có sự khác biệt. Tuy nhiên khi tăng nồng độ ethanol đến 60% thì hoạt tính chống oxy hóa bắt đầu giảm nhẹ và tăng lên nồng độ 70% thì giảm hẳn. Xu hướng này ở khả năng khử gốc tự do và tổng năng lực khử đều có sự tương quan.

Sự ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa thì liên quan đến độ phân cực của các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa trong cây mã đề. Trong lá mã đề, có nhiều hợp chất chống oxi hóa với các độ phân cực khác nhau và hàm lượng của các chất này trong lá mã đề cũng khác nhau.Tuy nghiên, theo nghiên cứu tài liệu cho thấy các thành phần quan trọng chiếm nhiều trong lá mã đề như Iridoid (aucubosid và catalpol), Flavonoid (apigenin, quercetin, scutellarein, baicalein, hispidulin…) và một số chất khác thì có độ phân cực trung bình. Nước là một dung môi phân cực mạnh, ethanol là một chất phân cực yếu hơn nước, khi trộn hai loại dung môi này theo các tỷ lệ khác nhau sẽ tạo thành dải các nồng độ ethanol với độ phân cực khác nhau. Khi tăng nồng độ ethanol thì tỷ lệ nước sẽ giảm xuống làm độ phân cực của dung môi giảm. Kết quả của thí nghiệm cho thấy dải nồng độ từ 40% đến 50% là thích hợp, nếu chiết ở nồng độ thấp hơn 40% hoặc cao hơn 50% đều không có hiệu quả. Khi tăng nồng độ ethanol lên cao hoạt tính chống oxi hóa của dịch chiết giảm là vì độ phân cực của dung môi giảm xuống không tương ứng với độ phân cực của các hợp chất chống oxi hóa nên hàm lượng những hợp chất đó chiết ra không cao, Khi tăng nồng độ, các phân tử ethanol có xu hướng liên kết với nhau nhiều hơn là liên kết với các hợp chất khác. Ngoài ra, tăng nồng độ dung môi ethanol còn làm thay đổi mật độ điện tích trên nhóm chức của chất có hoạt tính chống oxi hóa và làm biến tính chúng. Kết quả này so với một số nghiên cứu đã được công bố thì có sự tương đồng. Trong “ Xây dựng qui trình định lượng Polyscacharide trong cao mã đề

bằng phương pháp đo quang”, Lê Thị Phương Lan, 2010, cũng đã sử dụng ethanol nồng độ 50% để sản xuất cao cồn mã đề.

Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề ở nồng độ ethanol 40% và 50% thì như nhau, Nhưng xét về tính kinh tế thì chiết ở nồng độ 40% sẽ tiết kiệm dung môi ethanol hơn, do đó chọn nồng độ ethanol 40% cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề mã đề

Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết mã đề được thể hiện qua đồ thị Hình 3.5 và Hình 3.6.

Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết mã đề. Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê

(P<0,05.

Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tổng năng lực khử của dịch chiết mã đề.

Kết quả của đồ thị Hình 3.5 và Hình 3.6 cho ta thấy nhiệt độ chiết có ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề. Khi tăng nhiệt độ lên 400C, nồng độ DPPH bị khử tăng đến 9,99 mM/ml, OD đo ở bước sóng 700nm là 27,59. Nhiệt độ từ 400C đến 600C thì hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết thay đổi không đáng kể. Tuy nhiên hoạt tính chống oxy hóa tiếp tục tăng lên và đạt giá trị cao nhất ở nhiệt độ 700C, với nồng độ DPPH bị khử là 12,21 mM/ml, OD đo ở bước sóng 700nm là 33,4. Khi nhiệt độ lên đến 800C nhưng hoạt tính chống oxy hóa không có sự khác biệt đáng kể so với 700C.

Điều này có thể được giải thích như sau, khi tăng nhiệt độ khả năng khuếch tán của các chất tan ra môi trường chiết tốt hơn (Theo định luật Fick). Đồng thời nhiệt độ cũng làm tăng độ tan của các chất.Nhiệt độ làm giảm độ nhớt của dung dịch, phá hủy thành tế bào làm tăng tốc độ thẩm thấu dung môi vào tế bào. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Tuy nhiên khi nhiệt độ cao hơn 800C, thì kết quả có thể sẽ không chính xác nữa vì dung môi ethanol sôi ở 78,90C, khi đó dung môi ethanol sẽ bị bay hơi một phần và làm thay đổi độ phân cực, hơn nữa khi tăng nhiệt độ quá cao, dung môi ethanol bị bay hơi càng mạnh gây khó khăn và làm giảm hiệu quả của quá trình chiết.

Từ kết quả trên ta thấy hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề ở nhiệt độ 700C và 800C thì không có sự khác biệt đáng kể. Tuy nhiên xét thêm về hiệu quả kinh tế, nhiệt độ cao sẽ tốn năng lượng và dễ làm hư hại thiết bị hơn, do đó chọn nhiệt độ 700C để thực hiện trong các thí nghiệm tiếp theo.

3.6. Ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính chông oxy hóa của dịch chiết mã đề

Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết mã đề được thể hiện qua đồ thị Hình 3.7 và Hình 3.8.

Hình 3.7 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết mã đề. Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê

(P<0,05).

Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến tổng năng lực khử của dịch chiết mã đề.

Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (P<0,05).

Ảnh hưởng của thời gian đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề được thể hiện qua đồ thị Hình 3.7 và Hình 3.8 như sau: Ở thời gian 0,5 giờ nồng độ DPPH bị khử là 9,55 mM/ml. OD đo ở bước sóng 700nm là 35,84. Ở thời gian 1,5 giờ, nồng độ DPPH bị khử tăng lên đến 12,59 mM/ml, OD đo ở bước sóng 700nm

cũng tăng lên đến 46,6. Tuy nhiên hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề ở những khoảng thời gian 2,5 giờ, 3,5 giờ và 4,5 giờ đều không có sự khác biệt so với 1,5 giờ.

Khi tăng thời gian sẽ giúp dung môi thẩm thấu vào trong từng tế bào mã đề qua các mao quản, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khuếch tán chất chống oxy hóa vào dung môi chiết. Tương tự như yếu tố nhiệt độ, thời gian chiết càng dài thì hiệu suất chiết các chất tan càng cao, điều này cũng tuân theo định luật Fick về tốc độ khuếch tán.Khi bắt đầu chiết các chất có phân tử lượng nhỏ (thường là các hoạt chất) sẽ được hòa tan và khuếch tán vào dung môi trước, sau đó mới đến các chất có phân tử lượng lớn (thường là tạp như nhựa, keo…). Do đó nếu thời gian chiết ngắn sẽ không chiết được hết hoạt chất trong dược liệu. Tuy nhiên khi quá trình khuếch tán đã đạt được trạng thái cân bằng, tức là nồng độ chất khuếch tán bên trong nguyên liệu và bên ngoài đã cân bằng, khi đó không có sự chênh lệch về gadient nồng độ, điều này khiến cho quá trình khuếch tán chậm lại hoặc không diễn ra nữa do đó hàm lượng của chất chống oxy hóa chỉ tăng mạnh ở thời gian đầu và tăng ít về sau, đến lúc nào đó hàm lượng chất chống oxy hóa sẽ gần như không đổi. Điều này đã giải thích tại sao khả năng chống oxy hóa của dịch chiết mã đề từ 1,5 giờ trở lên đều không có sự khác biệt.

Mặt khác, nếu thời gian chiết dài quá, dịch chiết sẽ lẫn nhiều tạp chất và thậm chí với điều kiện ở nhiệt độ cao còn có thể làm phân hủy một số hoạt chất chống oxy hóa. Đồng thời còn lãng phí thời gian, năng lương…

Do vậy, thời gian chiết là 1,5 giờ thì thích hợp cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết mã đề

Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết mã đề được thể hiện qua đồ thị Hình 3.9 và Hình 3.10.

Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến khả năng khử gốc tự

do DPPH của dịch chiết mã đề. Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có

ý nghĩa thống kê (P<0,05).

Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi đến tổng năng lực khử

của dịch chiết mã đề. Chữ cái khác nhau trên cột chỉ ra sự khác nhau có ý nghĩa

Đồ thị Hình 3.9 và Hình 3.10 ta thấy ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi được thể hiện như sau: Ở tỷ lệ 1/20 (g/ml) nồng độ DPPH bị là 2,77 mM/mL, OD đo ở bước sóng 700nm là 17. Khi giảm xuống đến tỷ lệ 1/30 (g/ml) thì hoạt tính chống oxy hóa tăng, cụ thể nồng độ DPPH bị khử là 3,61 mM/ml, OD đo ở bước sóng 700nm là 28,49. Ở tỷ lệ 1/40 (g/ml), 1/50 (g/ml), 1/60 (g/ml) thì hoạt tính chống oxy hóa thay đổi không có sự khác biệt.

Động lực của quá trình trích ly là sự chênh lệch gadient nồng độ bên trong và bên ngoài môi trường (Theo định luật Fick). Khi giảm tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi tức là giảm lượng nguyên liệu, tăng lượng dung môi dẫn đến tăng chênh lệch nồng độ các chất cần chiết trong nguyên liệu với môi trường chiết, do đó các hoạt chất dễ dàng khuếch tán ra dung môi làm cho hàm lượng các chất trong oxy hóa trong dịch chiết tăng lên. Tuy nhiên khi giảm đến một tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi nào đó thì hàm lượng hoạt chất trong nguyên liệu sẽ còn ít, nồng độ của hoạt chất từ nguyên liệu ra ngoài dung môi tăng lên làm tăng nồng độ chất tan ở ngoài môi trường và tiến tới trạng thái bão hòa. Lượng dung môi lúc này tăng lên cũng không thể làm tăng đáng kể độ chênh lệch nồng độ chất tan ở trong nguyên liệu và dung môi bên ngoài nữa. Khi đó quá trình chiết sẽ chậm lại. Điều này giải thích tại sao tiếp tục giảm tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi nhưng hoạt tính chống oxy hóa lại không tăng.

Vì chỉ chiết một lần, nên dù tiếp tục tăng thêm dung môi cũng không thể lấy ra hết được các hợp chất chống oxy hóa, hiệu quả chiết cũng sẽ không cao. Hơn nữa lại tốn kém dung môi, tốn thời gian, gây khó khăn cho công đoạn đuổi dung môi, lãng phí năng lượng. Do đó, chọn tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/30 g/ml thì thích hợp cho quá trình chiết nhằm thu dịch chiết có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất.

3.8. Đề xuất quy trình chiết hoạt chất chống oxy hóa từ mã đề

3.8.1. Sơ đồ quy trình

Hình 3.11. Sơ đồ quy trình chiết hoạt chất chống oxy hóa từ lá mã đề

Nồng độ ethanol: 40% Nhiệt độ chiết: 700C Thời gian chiết: 1,5 giờ Tỷ lệ NL/DM: 1/30 (g/ml) XỬ LÝ LÁ MÃ ĐỀ TƯƠI PHƠI KHÔ XAY CHIẾT LỌC Dịch chiết mã đề có hoạt tính chống oxy hóa

3.8.2. Thuyết mình quy trình

 Xử lý