Nghiên cứu được thực hiện từ ngày 15 tháng 6 năm 2019 đến ngày 15 tháng 9 năm 2019.
3.3.2Địa điểm nghiên cứu
Nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Hóa phân tích, trường ĐH Nguyễn Tất Thành, 331 Quốc lộ 1A, Phường An Phú Đông, Quận 12, Tp.HCM.
3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.4.1Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm
25g mẫu bụp giấm khô xay nhuyễn được trích ly tại nhiệt độ 50ºC trong 30 phút bằng 40 mL dung môi ethanol 70% (v/v) được acid hóa đến pH 2 bằng cách sử dụng acid hydrochloric 2 N. Sau khi trích ly, dịch trích được thu nhận bằng cách lọc qua giấy lọc Whatman No.2. Dịch lọc được cô đặc bằng thiết bị cô quay chân không ở nhiệt độ 55ºC trong 30 phút để loại bỏ dung môi ethanol.
Để xác định lượng chất mang cần thiết trong quá trình vi bao, dịch cô đặc được phân tích hàm lượng anthocyanin. Kết quả thu được cho thấy dịch bụp giấm cô đặc có hàm lượng anthocyanin là 0.87 g/L.
3.4.2Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm
Dịch trích anthocyanin sau khi cô đặc được phối trộn với chất mang theo tỉ lệ nồng độ giữa anthocyanin và chất mang là 1:100. Công thức phối trộn chất mang được mô tả trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Công thức phối trộn chất mang trong quá trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ bụp giấm
Công thức Ký hiệu % Maltodextrin % Gum arabic % Inulin % Konjac
Maltodextrin MD 100 - - -
Gum arabic GA 100 - - -
Maltodextrin+gum arabic MD/GA 50 50 - -
Maltodextrin+inulin MD/INU 50 - 50 -
Maltodextrin+konjac MD/KON 50 - - 50
Quá trình sấy phun được tiến hành trong thiết bị sấy phun Labplant SD-06AG (Keison, UK). Tốc độ nhập liệu được cố định ở 500 mL/h. Nhiệt độ đầu vào được cố định ở 170°C với nhiệt độ đầu ra là 98°C. Các mẫu sau khi sấy phun được bảo quản lạnh ở 4°C trong túi polyethylene cho đến khi đem phân tích
3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
3.5.1Xác định hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
Phương pháp DPPH được xem là một trong những phương pháp so màu chuẩn và dễ dàng để đánh giá các đặc tính chống oxy hóa của các hợp chất chống oxy hóa. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc gốc tự do DPPH nhận nguyên tử hydro (H) của chất chống oxy hóa, dẫn đến giảm DPPH làm thay đổi màu sắc từ màu tím sang màu vàng [36].
Dung dịch gốc được pha chế bằng cách hòa tan 24 mg DPPH với 100 mL methanol và sau đó được bảo quản ở nhiệt độ 4ºC cho đến khi đạt được 48 giờ. Dung dịch thuốc thử được pha loãng bằng methanol về độ hấp thụ 1.10 ± 0.02 đơn vị ở 515 nm bằng máy đo quang phổ. Dung dịch phân tích (150 μL) được phản ứng với 2850 μL dung dịch DPPH trong 30 phút trong điều kiện tối. Sau đó, độ hấp thụ được thực hiện ở 515nm bằng máy đo quang phổ.
3.5.2Xác định hoạt tính bắt gốc tự do ABTS
Trong phương pháp này, ABTS•+ bị oxy hóa bởi kali persulfate tạo thành cation gốc của nó (ABTS+) có màu xanh đậm. Khả năng bắt gốc tự do và khả năng chống oxy hóa của các hợp chất được đo bằng khả năng làm giảm màu của thuốc thử khi phản ứng trực tiếp với gốc ABTS. ABTS•+ được áp dụng cho cả hợp chất ưa béo và ưa nước [37].
Dung dịch ABTS•+ được pha loãng với methanol để thu được độ hấp thụ 1.10 ± 0.02 ở 734 nm. Dung dịch phân tích (150 μL) được phản ứng với 2850 μL thuốc thử ABTS trong 30 phút trong điều kiện tối. Sau đó, độ hấp thụ được thực hiện ở 734 nm bằng máy quang phổ.
3.5.3Xác định hoạt tính khử sắt (FRAP)
Phương pháp FRAP đo khả năng của các chất chống oxy hóa khử phức hợp sắt 2,4,6-tripyridyl-s-triazine [Fe3+-(TPTZ)2]3+ thành phức chất màu có màu xanh đậm [Fe2+-(TPTZ)2]2+ trong môi trường acid [38].
Thuốc thử FRAP được điều chế như sau: dung dịch đệm acetate (300 mM, pH 3.6), dung dịch TPTZ được pha trong HCl (40 mM) và dung dịch FeCl3.6H2O (20 mM) được trộn theo tỷ lệ thể tích 10: 1: 1. Dịch phân tích (150 µL) được cho phản ứng với 2850 µL thuốc thử FRAP trong 30 phút trong bóng tối. Sau đó, độ hấp thu được đo ở bước sóng 593 nm.
3.5.4Xác định hoạt tính khử đồng (CUPRAC)
Phương pháp CUPRAC dựa trên phép đo độ hấp thụ của Cu (I) - chocate neocuproine (Nc) được hình thành do phản ứng oxi hóa khử của các chất chống oxy hóa phá vỡ chuỗi bằng thuốc thử CUPRAC, Cu (II)-Nc, trong đó độ hấp thụ được ghi nhận tại bước sóng hấp thụ ánh sáng cực đại 450nm [39].
Dịch phân tích (0.5 mL) được thêm vào hỗn hợp phản ứng có chứa CuCl2 (1 mL, 10 mM), neocuproine (1 mL, 7.5 mM) và dung dịch đệm NH4Ac (1 mL, 1 M, pH 7.0). Sau đó, độ hấp thụ được xác định ở 450 nm sau khi ủ 30 phút ở nhiệt độ phòng.
3.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
Dữ liệu thực nghiệm được phân tích bằng phần mềm SPSS 15 (SPSS Inc. Chicago, U.S.A) sử dụng những kỹ thuật thống kê cơ bản. Phân tích phương sai một nhân tố (one- way ANOVA) được áp dụng để xác định sự khác nhau giữa các chế độ xử lý mẫu và Tukey’s Multiple Range test được áp dụng để xác định sự khác biệt có ý nghĩa giữa các
giá trị trung bình ở mức ý nghĩa 5%. Tất cả thí nghiệm và những chỉ tiêu phân tích được lặp lại 3 lần.
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN DPPH VÀ ABTS
Quá trình sấy phun được sử dụng phổ biến để vi bao các thành phần mẫn cảm với sự phân hủy bởi các tác nhân bên ngoài [40], [41]. Trong số các polymer được sử dụng làm chất mang, maltodextrin là một trong những chất mang quan trọng và được sử dụng phổ biến nhất vì nó tạo thành dung dịch có độ nhớt thấp ở nồng độ sử dụng cao – một đặc tính rất quan trọng trong quá trình sấy phun [41], [42]. Ngoài ra, maltodextrin còn có ưu điểm giá thành rẻ và có vị dễ chịu [43]. Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của vật liệu tường này là khả năng nhũ hóa thấp và khả năng lưu giữ biên của các chất bay hơi [44], [45]. Do đó, nó thường được sử dụng trong hỗn hợp với các vật liệu tường khác. Các tác nhân chất mang có thể được kết hợp để có được một ma trận hiệu quả và ổn định hơn [46]. Trong nghiên cứu này, sự hỗ trợ của các chất mang khác như gum arabic, inulin và konjac được khảo sát nhằm cải thiện khả năng vi bao của maltodextrin. Mẫu chỉ sử dụng maltodextrin và gum arabic được sử dụng để so sánh với các mẫu sử dụng hỗn hợp nhiều chất mang.
Ảnh hưởng của các chất mang khác nhau lên khả năng bắt gốc tự do của DPPHtừ đài hoa bụp giấm sấy phun được thể hiện trên Hình 4.1. Kết quả cho thấy các chất mang khác nhau ảnh hưởng đáng kể đến khả năng bắt gốc tự do của DPPH. Hỗn hợp chất mang MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%) dẫn đến việc tăng đáng kể khả năng bắt gốc tự do của DPPH. Khi thay đổi chất mang khác nhau, MD cho thấy khả năng bắt gốc tự do của DPPH cao nhất 4380.48 mg TE/g DW.
Theo báo cáo của Tonon et al. (2010), maltodextrin và gum arabic không có sự khác biệt đáng kể về cả hàm lượng anthocyanin và hoạt tính chống oxy hóa, trong khi các loại tinh bột khi được bổ sung vào dịch trước sấy phun có tỷ lệ lưu giữ anthocyanin thấp nhất và khả năng bắt gốc tự do DPPH thấp nhất trong quá trình sấy phun. Mặt khác, tinh bột không hòa tan tốt và bột thu được có thể bao gồm các hạt của nước ép sấy phun và các hạt tinh bột sắn tách ra. Trong trường hợp này, nước trái cây không được đóng gói và tác nhân mang chỉ được sử dụng như một công cụ hỗ trợ cho việc sấy phun, đây có thể là lý do cho việc lưu giữ anthocyanin thấp hơn và hoạt động chống oxy hóa khi sử dụng tác nhân này [41]. Tuy nhiên, konjac là một polysaccharide hòa tan trong nước và trung tính được tìm thấy trong rễ và củ của cây Amorphophallus konjac và đã được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm chế biến và vật liệu y sinh [47]. Konjac là hydrocolloid ăn được với đặc tính tạo màng tốt. Konjac cũng đã nhận được nhiều sự chú ý hơn trong
lĩnh vực sản xuất thuốc do khả năng phân hủy sinh học và khả năng tạo gel của nó. Các màng konjac có tính chất rào cản hơi nước tốt so với các màng polysaccharide khác [48]. Do đó, konjac có thể đóng vai trò như một lớp màng ưa nước giúp cố định các thành phần tan trong nước như anthocyanin, phenolic trong nguyên liệu.
Hình 4.1 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính bắt gốc tự do DPPH (mg TE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON:
maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05).
Theo Tonon et al. (2010) [41], các loại bột maltodextrin có khả năng tạo ra sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn so với đối chứng. Tác giả Oki et al. (2002) [49] cũng đã báo cáo rằng hoạt động chống oxy hóa chiếm ưu thế trong bột khoai lang tím được quy cho anthocyanin. Ít nhất một nhóm caffeoyl được acyl hóa thành anthocyanin góp phần vào hoạt động bắt gốc tự do cao cũng cho thấy rằng tổng hoạt tính chống oxy hóa có tương quan cao với tổng hàm lượng phenolic và anthocyanin [50].
Tanongkankit và cộng sự. (2015) [51] đã phát hiện ra rằng toàn bộ hoạt tính chống oxy hóa, được đo bằng cách quét gốc DPPH, liên tục giảm trong quá trình sấy. Xu et al. (2014) cũng báo cáo rằng hoạt động quét gốc DPPH bị ảnh hưởng bởi các phương pháp
a b b c d 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
MD GA MD/GA MD/INU MD/KON
DPP H ( mg TE/g DW ) Chất mang
chế biến dịch trích bắp cải tím. Điều này có thể được giải thích bằng sự gia tăng của chất khô gây ra bởi sự gia tăng số lượng chất vi bao [52].
Ảnh hưởng của các chất mang khác nhau lên khả năng bắt gốc tự do của ABTStừ đài hoa bụp giấm sấy phun được thể hiện trên Hình 4.2.
Hình 4.2 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính bắt gốc tự do ABTS (mg TE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON:
maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05).
Kết quả cho thấy các chất mang khác nhau ảnh hưởng đáng kể đến khả năng bắt gốc tự do của ABTS. Hỗn hợp chất mang MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%) dẫn đến việc tăng đáng kể khả năng bắt gốc tự do của DPPH. Khi thay đổi chất mang khác nhau ở tỷ lệ MD/KON thì khả năng bắt gốc tự do của ABTScao nhất 8351.03 mg TE/g DW tương ứng. Ngoài ra, ở các chất mang khác nhau thì nhiệt độ sấy phun ảnh hưởng không đáng kể lên khả năng bắt gốc tự do của ABTS. Nói chung, nhiệt độ đầu vào cao hơn gây ra sự suy giảm của anthocyanin, và do đó thấp hơn hoạt động bắt gốc tự do [53].
a a a a b 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000
MD GA MD/GA MD/INU MD/KON
AB TS (mg TE/ g DW ) Chất mang
Do hàm lượng protein của bột dâu đen thấp hơn 0.1%, sự gia tăng hoạt tính chống oxy hóa trong các mẫu này có lẽ là do thủy phân các hợp chất phenolic trong quá trình sấy được sản xuất với sự pha trộn của cả hai chất mang [54], [55]. Hiện tượng này cũng có thể liên quan đến sự thủy phân các hợp chất phenolic hoặc thậm chí đến sự hình thành hoặc giải phóng các hợp chất có khả năng chống oxy hóa có thể làm vô hoạt các gốc tự do, như các hợp chất trung gian [56].
Hoạt động chống oxy hóa có thể được sửa đổi bởi quá trình đóng gói và / hoặc tương tác với vật liệu tường. Aguiar et al. (2017) đã đánh giá quá trình vi nang bằng cách sấy phun chất chống oxy hóa tự nhiên và cho thấy giá trị cao hơn sau quá trình, chứng minh rằng quá trình vi nang không làm giảm khả năng chống oxy hóa [57]. Ở đây, cả hoạt động chống oxy hóa và hàm lượng anthocyanin đều có thể được coi là không đổi, điều này chứng thực cho hiệu quả và tầm quan trọng của quá trình vi nang sắc tố. Ngoài ra, quan sát này củng cố mối quan hệ giữa hoạt động chống oxy hóa và hàm lượng anthocyanin trong các sản phẩm thực phẩm, như đã được Kardum et al. (2014) quan sát trong nghiên cứu của mình. Anthocyanin góp phần vào hoạt động chống oxy hóa mạnh mẽ của quả mọng tươi và nước ép thương mại [58].
Theo Yousefi et al. (2010) khảo sát trên dịch ép lựu cho biết rằng sự lưu giữ của anyhocyanin bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, do đó, nhiệt độ phù hợp đã được sử dụng cho tất cả các thí nghiệm. Sự thay đổi về hàm lượng anthocyanin của các mẫu có thể liên quan đến tác nhân mang và hành vi của nó trong quá trình sấy phun nước ép lựu [59]. Vi nang của anthocyanin chiết xuất từ cà rốt đen trong quá trình sấy phun được nghiên cứu bởi Ersus và Yurdagel (2007) ở ba nhiệt độ sấy (160°C, 180°C, 200°C) và ba loại maltodextrin (DE 10, 20, 30) [60]. Các tác giả đã xác minh rằng các loại bột có chứa maltodextrin có DE cao hơn ở 160°C cho thấy khả năng lưu giữ sắc tố lớn hơn so với các chất được sản xuất ở nhiệt độ cao hơn. Hơn nữa, maltodextrin với DE cao hơn làm tăng sự kết tụ của bột và tiếp xúc với oxy, làm giảm quá trình oxy hóa và anthocyanin. Theo Yousefi et al. (2010) sự kết tụ và độ dính lớn hơn, nhưng hàm lượng anthocyanin thấp nhất, được quan sát thấy khi bột được sản xuất bằng cách sử dụng tinh bột nếp làm sóng mang chính. Độ dính của chất mang cao có thể là nguyên nhân của hàm lượng anthocyanin thấp hơn [59].
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN FRAP VÀ CUPRAC
Đối với những chỉ tiêu hoạt tính chống oxy hóa, trong khi hoạt tính DPPH và ABTS được sử dụng để đánh già khả năng bắt các gốc tự do này thì phương pháp FRAP và
trị như Fe và Cu do những ion này đóng vai trò xúc tác trong phản ứng oxy hóa dây chuyền nhờ vào khả năng cho và nhận electron [39].
Tác động năngquá trình vi nang bởi các chất mang khác nhau được đánh giá đối với hoạt tính chống oxy hóa (FRAP và CUPRAC) của bột chất màu từ đài hoa bụp giấm thu nhận trong quá trình sấy phun được thể hiện trong Hình 4.3 và Hình 4.4
Hình 4.3 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính khử sắt FRAP (mg TE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU: maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON:
maltodextrin 50% + konjac 50%. Các ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA (p < 0.05).
Kết quả cho thấy ảnh hưởng của các loại chất mang ảnh hưởng đáng kể lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun. Kết quả cho thấy sử dụng chất mang MD/KON có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất khoảng 8161.59 mg TE/g DW. Mẫu bột bụp giấm sử dụng chất mang maltodextrin làm chất mang có hoạt tính chống oxy hóa FRAP thấp nhất khoảng 5665.93 mg TE/g DW.
Theo [61] đã báo cáo rằng, sử dụng nhiều chất mang cho nguyên liệu trái barberry
(Berberis vulgaris) thì kết quả cho thấy sử dụng chất mang MD+GA có hiệu suất vi bao cao. Kết quả này phù hợp với thực tế là nếu sử dụng một loại chất mang để vi bao thì sẽ
a b b b c 0 1000 2000 3000 4000 5000