4.3.1. Kết quả thử nghiệm tối ưu hóa quá trình tách chiết polyphenol từ bã ổi đào
Sử dụng phương pháp bề mặt chỉ tiêu theo thiết kế thí nghiệm của Box- Behnken với ba biến ba cấp độ. Các số liệu thu được từ dịch chiết polyphenol được xử lý trên phần mềm Design-Expert 7.0 (Stat-Ease Inc, Minneapolis, USA) ANOVA được dùng để đánh giá cao thu được. Tiến hành giải bài toán tối ưu theo phương pháp “hàm mong đợi”. Sử dụng phần mềm Design-Expert 7.0 để tiến hành tối ưu hóa nhằm xác định được giá trị của ba yếu tố mà tại đó hàm lương polyphenol là cao nhất. Áp dụng phương pháp phân tích hồi quy các số liệu thực nghiệm, thu được mô hình đa thức bậc hai thể hiện hàm lượng polyphenol :
Y = + 6.20 + 0.029 * A + 8.803 E - 0.003 * B + 0.026 * C + 0.018 * A * B + 0.012
* A * C - 0.11 * A2 - 0.055 * B2 -0.060 * C2
Trong đó Y là hàm lượng polyphenol trong dịch chiết dự báo thu được.
Bảng 4.5. Kết quả ma trận thực nghiệm Box- Behnken ba yếu tố chiết Polyphenol từ bã ổi đào
TN Biến thực Hàm lượng polyphenol (mg GAE /g DW) A
(thời gian chiết)
B (nhiệt độ chiết) C (dung môi/ nguyên liệu) 1 25 35 10 36,13 2 35 35 10 36,44 3 25 45 10 35,98 4 35 45 10 37,18 5 25 40 5 35,87 6 35 40 5 36,24 7 25 40 15 36,23 8 35 40 15 37,17 9 30 35 5 36,79 10 30 45 5 36,54 11 30 35 15 37,04 12 30 45 15 37,56 13 30 40 10 38,33 14 30 40 10 38,51 15 30 40 10 38,36 16 30 40 10 38,59 17 30 40 10 38,21
Để đánh giá mô hình chúng tôi sử dụng phân tích ANOVA. Kết quả phân tích ANOVA được thể hiện qua bảng sau:
Bảng 4.6. Kết quả ma trận thực nghiệm Box-Behnken ba yếu tố chiết polyphenol từ bã ổi đào
Nguồn SS DF MS Chuẩn F Giá trị p
Model 0.099 9 0.011 107.39 < 0.0001 A 6.806E-003 1 6.806E-003 66.70 < 0.0001 B 6.199E-004 1 6.199E-004 6.08 0.0432 C 5.570E-003 1 5.570E-003 54.59 0.0002 AB 1.350E-003 1 1.350E-003 13.23 0.0083 AC 5.470E-004 1 5.470E-004 5.36 0.0538 BC 9.990E-004 1 9.990E-004 9.79 0.0166 A2 0.047 1 0.047 459.10 < 0.0001 B2 0.013 1 0.013 127.00 < 0.0001 C2 0.015 1 0.015 148.78 < 0.0001
Residual 7.142E-004 7 1.020E-004
Lack of Fit 1.231E-004 3 4.105E-005 0.28 0.8395
Sai số (pure error) 5.911E-004 4 1.478E-004
SS tổng Số 0.099 16
SS: Tổng phương sai; DF:Bậc tự do; MS: Trung bình phương sai; chuẩn F: Chuẩn
Fisher; Residual: Phần dư; “Lack of Fit”: Chuẩn đánh giá độ không tương thích
của mô hình với thực nghiệm.
Từ kết quả phân tích ANOVA ta thấy giá trị xác suất của mô hình P-value = 0,0214 < 0,05 do đó mô hình được lựa chọn để giải thích cho kết quả của thí nghiệm, Lack of fit test = (not significant) có ý nghĩa đối với mô hình.
Hình 4.1. Bề mặt đáp ứng hàm lượng polyphenol
a. Mô hình tương tác giữa nhiệt độ chiết tách và thời gian chiết tách
b. Mô hình tương tác giữa tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu và thời gian chiết tách c. Mô hình tương tác giữa tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu và nhiệt độ chiết tách
Phương án tốt nhất được dự đoán nhiệt độ chiết tách là 30,73oC, thời gian
chiết tách là 40,52 phút khi đó hàm lượng, tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu là 10/1 (v/w), polyphenol đạt 38,4322 mg/g DW. Kết quả kiểm tra bằng thực nghiệm cho kết quả tương ứng.
Hình 4.2. Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu ở hàm lượng polyphenol 4.4. Kết quả xác định khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào thông qua khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) và ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo
4.4.1. Kết quả xác định khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào thông qua khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)
Khả năng quét gốc tự do DPPH là một trong những phép phân tích để đánh giá hoạt tính chống oxi hóa trong in vitro thường sử dụng nhất trong nghiên cứu, có
đến 90% các nghiên cứu về chất chống oxi hóa sử dụng phép phân tích này (Joon- Kwan và Takayuki, 2009). Kết quả nghiên cứu cho thấy dịch chiết bã ổi đào thể hiện khả năng chống oxi hóa thông qua khả năng khử gốc tự do DPPH. Trong phạm vi nghiên cứu này, sự tăng khả năng khử gốc tự do DPPH có mối tương quan tuyến tính khá chặt với thể tích dịch chiết sử dụng (R2 = 0,9981). Mối tương quan giữa thể tích dịch chiết và khả năng khử gốc tự do có dạng: y = 0,4637x + 7.435, trong đó y là khả năng khử gốc tự do DPPH, x là thể tích dịch chiết. Giá trị IC50 của dịch chiết có khả năng khử được 50% gốc tự do DPPH trong điều kiện thí nghiệm được xác định từ mối quan hệ tuyến tính giữa thể tích dịch chiết và khả năng khử gốc tự do DPPH, Giá trị IC50 càng thấp khả năng chống oxy hóa càng cao [10, 11]. Kết quả cho thấy giá trị IC50 của dịch chiết là 91,8 µl thấp hơn 0,91µl so với kết quả trong nghiên cứu của Hồ Minh Hiệp (2013) với giá trị IC50 là 92,71µl. Điều này cho thấy dịch chiết polyphenol trong nghiên cứu này có khả năng chống oxi hoá cao hơn, thể hiện thông qua khả năng khử gốc tự do DPPH có thể được lý giải là do trong dịch chiết bã quả ổi đào có chứa các chất chống oxi hóa, mà điển hình là các hợp chất polyphenol. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tiềm năng có thể sử dụng bã ổi đào làm nguồn chiết xuất các chất chống oxi hóa và khả năng áp dụng dịch chiết này trong một số lĩnh vực, trong đó có thực phẩm.
4.4.2. Kết quả ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo
4.4.2.1. Kết quả xác định về chỉ tiêu vi sinh vật tổng số
Kết quả khảo sát giới hạn vi sinh vật & nấm men, nấm mốc trong thức ăn chăn nuôi. Tiến hành thí nghiệm xác định chỉ tiêu vi sinh vật tổng số, kết quả thu được trình bày ở bảng 4.7:
Bảng 4.7. Kết quả đáng giá chỉ tiêu vi sinh vật theo 10TCN 863:2006
Tên chỉ tiêu Kết quả Mức tối đa
Tổng số vsv hiếu khí 8,9.104 1.106
Nấm men, nấm mốc 6,7.103 1.105
Qua bảng 4.7 cho thấy chỉ tiêu vi sinh vật tổng số đạt yêu cầu theo quy định ban hành.
4.4.3. Khảo sát hàm lượng chất béo có trong thức ăn chăn nuôi giàu chất béo
Thức ăn chăn nuôi trong quá trình bảo quản có thể bị hư hỏng do bị chua do chất béo bị thủy phân sinh ra các axit béo tự do và glyxerin và bị ôi khét do bị oxy hóa chất béo bởi oxy của không khí, chúng kết hợp với các mạch cacbon không bão hòa của dầu mỡ và cho các peroxyt không bền vững. Các peroxyt này bị phân hủy thành các aldehyt và xeton làm cho thức ăn chăn nuôi bị ôi khét,…
Để đánh giá mức độ thủy phân và oxy hóa của thức ăn chăn nuôi cần xác định chỉ số axit và chỉ số peroxyt… Từ đó đánh giá được chất lượng của thức ăn chăn nuôi trong quá trình bảo quản.
Bảng 4.8. Chỉ số axit và chỉ số peroxyt ban đầu của thức ăn chăn nuôi
Giá trị đo Chỉ số axit (mg KOH/g) Chỉ số peroxyt (meq/g)
Bảng 4.9. Sự biến đổi chỉ số axit và chỉ số peroxyt của thức ăn chăn nuôi có bổ sung dịch chiết polyphenol trong 30 ngày bảo quản
Ngày bảo quản
Bảo quản điều kiện thường Bảo quản trong dịch chiết
polyphenol Chỉ số axit (mg KOH/g) Chỉ số peroxyt (meq/kg) Chỉ số axit (mg KOH/g) Chỉ số peroxyt (meq/kg) 0 3,08 7,13 3,08 7,13 5 4,12 7,41 4,06 7,28 10 5,34 8,03 5,12 7,35 15 6,89 8,59 6,11 7,48 20 7,16 9,12 6,29 7,78 25 7,97 9,87 6,48 8,32 30 8,21 10,05 6,51 8,85
Theo QCVN 01 - 78: 2011/BNNPTNT (Phụ lục 7) với thức ăn chăn nuôi có nguồn gốc từ một số nguyên liệu khác nhau có chỉ số peroxyt tối đa cho phép không lớn hơn 40 meq/kg và chỉ số axit tối đa cho phép không vượt quá 60 mg KOH/100g bột. Qua việc khảo sát chúng ta thấy được hàm lượng polyphenol trong bã ổi đào thu được tương đối cao vì vậy khi bảo quản thức ăn chăn nuôi trong dịch chiết đã giúp làm chậm quá trình oxy hóa chất béo. Bên cạnh đó chúng ta có thể tận dụng được triệt để bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép.
4.5. Hoàn thiện quy trình tách chiết polyphenol từ bã ổi đào
Xử lý ( rửa, xay..)
Hình 4.4. Sơ đồ hoàn thiện quy trình tách chiết polyphenol Thuyết minh quy trình:
Quả ổi đào có độ chín 90% được thu hái về mang đi loại bỏ tạp chất, sâu bệnh, thối hỏng. Rửa quả bằng nước sạch, để khô tự nhiên sau đó mang đi xay lấy bã. Bã của quả ổi đào được tách chiết bằng phương pháp trích ly trong điều kiện:
Dung môi chiết là nước, nhiệt độ và thời gian chiết lần lượt là 40,52o C và 30,73
phút, tỉ lệ nguyên liệu so với dung môi chiết là 1/10 (w/v). Dịch chiết thu được được mang đi xác định hàm lượng polyphenol.
Quả ổi đào
Chiết chất chống oxy hóa Bã ổi đào Dịch chiết Xác định hàm lượng Polyphenol
Dung môi chiết :nước Nhiêt độ chiết: 40,52o C Thời gian chiết: 30,73 phút
Tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu: 10/1 (w/v).
Phần 5
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1. Kết luận
Qua những kết quả nghiên cứu đạt được, có thể đưa ra một số kết luận như sau: Xác định được trọng lượng khô trong nguyên liệu là 32,637%
Xác định được hàm lượng polyphenol trong nguyên liệu là 38,465 mg GAE/g DW.
Sử dụng phương pháp phân tích đơn yếu tố, thí nghiệm sau kế thừa kết quả nghiên cứu của thí nghiệm trước. Lựa chọn dung môi chiết là nước, thời gian chiết
30 phút, nhiệt độ chiết 40oC tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu là 10/1 (ml/g).
Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm Box- Behnken đã tìm đươc điều kiện tối ưu quá trình tách chiết dịch chiết của bã ổi đào: Dung môi chiết là nước, tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu là 10/1 (v/w), thời gian chiết là 30,73 phút và nhiệt độ
chiết là 40,52oC cho hàm lượng Polyphenol là 38,4322 mg/g DW.
Khả năng quét gốc tự do DPPH: cứ 91,8 µg dịch chiết bã quả ổi đào ở điều kiện chiết tối ưu thì khử được 50% gốc tự do.
Ứng dụng hợp chất polyphenol chiết được từ bã quả ổi đào trong bảo quản thức ăn chăn nuôi cho thấy Polyphenol trong bã quả ổi đào có khả năng chống oxi hóa trong bảo quản thức ăn chăn nuôi.
5.2. Kiến nghị
Do điều kiện nghiên cứu còn giới hạn nên còn nhiều khía cạnh vẫn chưa thể khai thác được triệt để, chúng tôi xin đề nghị một số vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo như: Khảo sát thêm một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết polyphenol từ bã quả ổi đào, đồng thời tiến hành thử nghiệm khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào đối với thức ăn chăn nuôi giàu chất béo và nhiều đối tượng khác để đưa ra được kết quả chính xác hơn nữa về khả năng chống oxy hóa của chúng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO I. TIẾNG VIỆT
[1] Hồ Bá Vương, Nguyễn Xuân Duy, Nguyễn Anh Tuấn, “Tối ưu hóa chiết
polyphenol từ lá ổi bằng phương pháp bề mặt đáp ứng”, Tạp chí Khoa học
và Nông nghiệp Việt Nam - Vol. 7, No.13.
[2] Phạm Hoàng Hộ (2000), Cây cỏ Việt Nam, NXB Trẻ, quyển II, tr.59.
[3] Đỗ Tất Lợi (2001), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học,
tr.5p431.
[4] Viện dược liệu (2006), Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam, NXB Khoa
học và kỹ thuật, tr.499-504.
[5] Ngô Thanh Hùng (2013), “Tối ưu hóa điều kiện chiết polyphenol từ lá vối (cleistocalyx operculatus) và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết”, Đại học Nha Trang.
[6] Ngô Xuân Mạnh (2006). GT Hóa sinh thực vật. NXB Nông Nghiệp
[7] Nguyễn Thị Đoàn (2010), Phân tích thực phẩm, Giáo trình nội bộ - Trường Đại
học Nông lâm Thái Nguyên.
[8]Phạm Ngọc Khôi, Nguyễn Thị Mỹ Duyên (2017), “Khảo sát điều kiện tách chiết
và hoạt tính kháng oxy hóa, kháng khuẩn của hợp chất polyphenol từ vỏ
thân cây quao nước”, tạp chí Đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh, tập
14, số 12, tr.181-193.
[9] Hồ Minh Hiệp (2013), “Nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa của dịch chiết lá Ổi và ứng dụng hạn chế sự oxi hóa chất béo thịt cá Dầu bảo quản lạnh ”, khóa luận tốt nghiệp - trường Đại học Nha Trang.
[10] Nguyễn Minh Cẩm Tiên, Phạm Ngọc Khôi, “Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng oxy hóa của hợp chất polyphenol chiết xuất từ rễ
cây mướp gai (Lasia spinosaL.)”,Tạp chí Y học TP Hồ Chí Minh, tập 20, Phụ
[11] Phạm Ngọc Khôi, Lê Trọng Nghĩa, “Khảo sát các điều kiện thu hồi dịch chiết và hoạt tính kháng khuẩn, kháng oxy hóa của dịch chiết bắp cải tím (Brassica oleracea),”Tạp chí Khoa học Yersin, số 1 (11/2016), tr.23 -29, 2016
II. TIẾNG ANH
[12]. Chirinos Gallardo(2008), “Polyphenols from the Andean mashua (Tropaeolum
tuberosum) tuber: Evaluation of genotypes, extraction,chemical
characterization and antioxidant properties”, These doctorale de University catholique de Louvain.
[13]. Unno, T., Kondo, K., Itakura, H. and Takeo, T.(1996), “Analysis of Epigallocatechin Gallate in Human Serum Obtained after Ingesting Green Tea in Biosci, Biotech. Biochem, 60, 2066-2148
[14] Luximon - Ramma A., Bahorun T., and Crozier A. (2003), “Antioxidant actions and phenolics and vitamin C contents of common Mauritian exotic
fruits”, Journal of the Science of Food and Agriculture, 83(5), 496-502.
[15] Mercadante, A., Z., Teck, Z., and Pfander, H. 1999, “Carotenoids from guava
(Psidium Guajava L.): isolation and structure elucidatio”, Journal
Agriculture Food Chemistry”, 47(1), 145-151.
[16] Dassgupta, A., and Klein, K. (2014), “Antioxidants in Food, Vitamin and
Supplements, Prevention and Treatment of Disease”, Elsevier, pp. 209-235.
[17] Lim, T., K., and Khoo, K., C. (1990), “Guava in Malaysia: Production, pests
and diseases”, Tropical Press Malaysia. Kuala Lumpur.
[18] Jimenez-Escrig, A., Rincon, M., Pulido, R., and Saura-Calixto, F. (2001), “Guava fruit (Psidium guajava L.) as a new source of antioxidant dietary
fiber”, Journal of Agricultural and Food Chemistry. 49(11), 5489-5493.
[19] Arima, H, Danno, G (2002), “ Isolation of antimicrobial compounds from
guava”, Bioscience, Biotechnology and Biochemistry. Vol.66, issue 8,
p.1727-1730.
[20] Paniandy, J.C. Chane – ing, J.. Pieribattesti (2000), “ Chemical composition of the essential oil and headspeace solid phase microextraction of the guava
fruit ( Psidium guajava L.)”. Journal of Esential oil Research, Vol.12, Issue 2, p.153-158.
[21] Deguchi Y, Miyazaki K (2010), Anti-hyperglycemic and anti-hyperlipidemic
effects of guava leaf extract, Nutr Metab (Lond), 7:9.
[22] Chen Y, Zhou T, Zhang Y, Zou Z, Wang F, Xu D (2015), Evaluation of
antioxidant and anticancer activities of guava, Int J Food Nutr Saf, 6(1):1–9.
[23] Venkatesan N, Thiyagarajan V, Narayanan S, Arul A, Raja S, Kumar SGV,
Rajarajan T, Perianayagam JB (2005), Antidiarrheal potential of Asparagus
racemous wild root extracts in laboratoire animals, J Pharm Pharmaceut Sci,
8:39–45.
[24] Vieira RHSF, Rodrigues DP, Gonçalves FA, Menezes FGR, Aragoo JS, Sousa
OV(2001), Microbicidal effect of medicinal plant extracts (Psidium guajava
linn. And Carica papaya linn.) upon bacteria isolated from fish muscle and
known to induce dirrhea in children, Rev Inst Med trop S Paulo, 43:145–8.
[25] Ojewole J, Awe EO, Chiwororo WDH (2008), Antidiarrhoeal activity of
Psidium guajava Linn. (Myrtaceae) leaf aqueous extract in rodents. J
Smooth Muscle Res, 44(6):195–207.
[26] Denny C, Melo PS, Franchin M, Massarioli AP, Bergamaschi KB, Alencar SM
De, et al (2013), Guava pomace: a new source of anti-inflammatory and
analgesic bioactives.
[27] Roy CK, Kamath JV, Asad M (2006), Hepatoprotective activity of Psidium
guajava Linn. leaf extract. Indian J Exp Biol, 2006;44(4):305–11.
[28] Masuda T, Inaba Y, Maekawa T, Takeda Y, Yamaguchi H, Nakamoto K,
Kuninaga H, Nishizato S, Nonaka A(2003), Simple detection method of
powerful antiradical compounds in the raw extract of plants and its application for the identification of antiradical plant constituents, J Agric Food Chem, 51:1831–8.
[29] Feskanich D, Ziegler RG, Michaud DS, Giovannucci EL, Speizer FE, Willett
consumption and risk of lung cancer among men and women, J Natl Cancer Inst, 92:1812–23.
[30] Fleuriet A, Macheix JJ (2003), “Phenolic acids in fruits and vegetables. In C.A.
Rice-Evans & L. packer, flavonoids in health and disease”, New York:
Marcel Dekker Inc.
[31] Jiminez-Escrig A, Rincon M, Pulido R, Saura-Calixto F (2001), “Guava fruit
(Psidium guajava L.) as a new source of antioxidant dietary fiber”, J Agric
Food Chem. 49(11):5489–93.
[32] He Q, Venant N, Antioxidant power of phytochemicals from Psidium guajava
leaf, J Zhejiang Univ Sci A 2004; 5(6):676-83.
[33] C.A Rice-Evans, N. J. Miller, G. Paganga (1997), “Antioxidant properties of phenolic compounds, Trends Plant Sci, 2(4).
TRANG WEB
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Một số hình ảnh trong quá trình nghiên cứu
Dãy nồng độ pha loãng axit gallic Quá trình rung lắc dịch chiết
bã ổi đào
Bã ổi đào Dịch chiết Polyphenol
Phụ lục 2: Xử lý số liệu
1. Xử lý kết quả khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tách chiết