CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.2. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến hiệu suất thu hồ
polyphenol
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độdung môi đến hàm lượng polyphenol tổng
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hệ dung môi là một trong các yếu tố quan trọng nhất trong việc chiết tách polyphenol thực vật. Việc lựa chọn dung môi có thể ảnh hưởng đến cả loại và hàm lượng các hợp chất phenol chiết tách được [46] [51]. Độ
hòa tan của các hợp chất phenol chịu ảnh hưởng lớn bởi độ phân cực của dung môi sử
dụng. Nghiên cứu vấn đềnày chúng tôi thu được kết quảở bảng 3.4.
Bảng 3. 4: Ảnh hưởng của nồng độdung môi đến hàm lượng polyphenol tổng
Nồng độ (%) 50 55 60 65 70 75 80 96
PP tổng (%) 16,09 16,45 17,01 18,55 19,67 19,28 13,29 12,76
KL cao (g) 0,41 0,42 0,43 0,42 0,43 0,41 0,40 0,40
Hình 3. 5: Biểu đồảnh hưởng của nồng độ tới hàm lượng polyphenol tổng
y = 0.0118x + 0.0403 R² = 0.9973 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 10 20 30 40 50 60 Mật đ ộ q uan g Nông độ C (𝜇g/ml)
Chúng tôi nhận thấy rằng, hàm lượng polyphenol tổng tăng từ 16,09% đến 18,55% khi nồng độ dung môi từ 50 - 60% và ổn định ở nồng độ dung môi 65 - 75%,
sau đó giảm mạnh ở 80 - 96% còn 12,76%, điều đó cho thấy nồng độ dung môi có ảnh
hưởng lớn đến hiệu suất chiết polyphenol chè nhưng không ảnh hưởng nhiều tới khối
lượng cao thu được (Khối lượng cao thu được lớn nhất là 0,43 (g) và thấp nhất là 0,4 (g)).
Điều này có thể giải thích là do độ hòa tan của các hợp chất phenol chịu ảnh hưởng lớn bởi độ phân cực của dung môi sử dụng. Do quá trình chiết hướng tới nhiều loại hợp chất khác nhau cùng tồn tại trong llas chè nên sử dụng hỗn hợp các loại dung môi
để tạo ra một dung dịch có độ phân cực trung bình. Trong chiết tách các hợp chất
phenolic chè, dung môi thường được sử dụng là methanol, ethanol, acetone, diethyl ether và ethyl acetate. Các acid có độ phân cực cao (benzoic, cinnamic acid) có thể được chiết với hỗn hợp của alcohol –nước hoặc acetone – nước. Các hợp chất phenol
ở dạng glycoside (tan nhiều trong nước) được tách bởi hỗn hợp nước với methanol, ethanol hoặc acetone.
Vậy ở đây chúng tôi lựa chọn Etanol ở nồng độ 70%, hàm lượng polyphenol tổng là 19,67% cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.2. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng polyphenol tổng
Thời gian là yếu tố không những ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tách mà còn
ảnh hưởng đến chi phí và đặc biệt là chất lượng của dịch chiết [89], [100].
Bảng 3. 5: Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng polyphenol tổng
Thời gian (phút) 20 25 30 35 40 45 50 55
PP tổng (%) 12,76 16,84 18,48 19,97 18,03 16,31 16,02 14,87 KL cao (g) 0,40 0,40 0,41 0,42 0,42 0,41 0,40 0,39
Hình 3. 6: Biểu đồảnh hưởng của thời gian tới hàm lượng polyphenol tổng
Chúng tôi nhận thấy rằng, thời gian chiết có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất chiết tách polyphenol từ chè. Thật vậy, khi tăng thời gian từ 20 phút lên 35 phút giờ thì hiệu suất chiết tăng đáng kể (từ 12,763% lên tới 19,97%). Tuy nhiên, nếu ta kéo dài thêm thời gian trích ly thì lại có ảnh hưởng xấu đến hàm lượng polyphenol thu được. Cụ thể, khi thời gian chiết tăng từ 40 phút lên 55 phút thì hàm lượng polyphenol đã
giảm từ 18,026% CK xuống còn 14,87% CK.
Điều này có thể giải thích là do khi thời gian chiết quá ngắn, polyphenol trong lá
chè chưa được chiết hoàn toàn ra khỏi nguyên liệu nên hàm lượng polyphenol tổng
không cao nhưng nếu càng kéo dài thời gian chiết, các polyphenol tồn tại trong dịch chiết bị oxy hóa làm giảm hàm lượng polyphenol tổng trong dịch chiết.
Như vậy chúng tôi lựa chọn thời gian chiết 35 phút với hàm lượng polyphenol tổng là 19,97% CK cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm tăng hiệu suất chiết, tiết kiệm thời gian và hiệu quả kinh tế.
3.2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hàm lượng polyphenol tổng
Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (Tỉ lệ NL/DM) là yếu tố không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tách mà còn ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế và quá trình tinh sạch về
sau.
Bảng 3. 6: Ảnh hưởng của tỷ lệ Nguyên liệu/Dung môi đến hàm lượng polyphenol tổng
Tỉ lệ NL/DM 1:15 1:20 1:25 1:30 1:40 1:50 1:60 PP tổng (%) 15,05 16,54 20,35 20,22 20,29 20,50 20,31
Hình 3. 7: Biểu đồảnh hưởng của tỷ lệ Nguyên liệu/Dung môi đến hàm lượng polyphenol tổng
Kết quả chỉ ra rằng, khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1:15 đến 1:25 thì
hàm lượng polyphenol tổng tăng rõ rệt (từ 15,05% lên 20,345%). Tuy nhiên, khi tỷ lệ
này tiếp tục tăng từ 1:25 đến 1:60 thì hàm lượng thay đổi không đáng kể (chỉ dao động
từ20,345% đến 20,31%).
Điều này có thể giải thích là do tỉ lệ này càng cao tức nồng độ chất cần trích ly trên bề mặt pha rắn càng thấp, chênh lệch nồng độ giữa bên trong và bề mặt vật liệu rắn càng cao và làm tăng sự khuếch tán của chất tan từ vật liệu ra môi trường hay làm
tăng hiệu suất trích ly. Tuy nhiên, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu cao sẽ gây tốn kém và
gây khó khăn cho quá trình tinh chế về sau, do đó, xét về yếu tố kinh tế, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/25 với hàm lượng polyphenol tổng là 20,345 % là phù hợp nhất và chúng tôi lựa chọn tỷ lệ này cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độđến hàm lượng polyphenol tổng
Cùng với thời gian chiết, dung môi/nồng độ dung môi thì nhiệt độ cũng được xem là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu suất chiết tách và hoạt tính sinh học của dịch chiết.[70][100] Bảng 3.7 thể hiện kết quả của nghiên cứu này.
Bảng 3. 7: Ảnh hưởng của tỷ lệ nhiệt độđến hàm lượng polyphenol tổng
Nhiệt độ (oC) 45 50 55 60 65 70 75 80
Pp tổng (%CK) 9,44 10,82 14,05 16,71 20,13 19,37 15,20 13,10 KL cao (g) 0,39 0,40 0,40 0,42 0,42 0,40 0,41 0,41
Hình 3. 8: Biểu đồảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol tổng
Chúng tôi nhận thấy rằng, trong khoảng 45 °C đến 80 °C, khi tăng nhiệt độ thì
hàm lượng polyphenol tổng số thu được tăng và dẫn đến hiệu suất chiết tăng. Tuy
nhiên, nếu tiếp tục tăng thêm nữa thì hàm lượng polyphenol và hiệu suất chiết giảm.
Điều này có thể là do: chiết ở nhiệt độ thấp đã làm chậm quá trình chuyển khối, lượng polyphenol chiết rút được ít, vì vậy mà hiệu suất chiết thấp. Còn nếu nhiệt độ quá cao, dung môi bịbay hơi nhiều, đồng thời có thể một phần polyphenol đã bị oxi hoá và làm giảm hiệu suất chiết. Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng polyphenol tổng đạt cao nhất (20,13%) khi nhiệt độ chiết là 65 °C và đạt thấp nhất (9,44%) khi chiết ở 45 °C.
Như vậy chúng tôi lựa chọn Nhiệt độ 65 0C, hàm lượng polyphenol tổng là 20,13 % CK cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.5. Ảnh hưởng của PH đến hàm lượng polyphenol tổng
Nồng độPH cũng là một yếu tốảnh hưởng đến hiệu suất chiết tách polyphenol,
ởđây chúng tôi khảo sát nồng độ PH ở các khoảng từ 2 - 9, mẫu lá đối chứng là mẫu lá
được chiết với dung môi ethanol chưa qua hiệu chỉnh PH đo được PH là 4,3. PH được
điều chỉnh bởi axit citric và natri hidrocacbonat. Kết quảthu được trình bày ở bảng 3.8
dưới đây.
Bảng 3. 8: Ảnh hưởng của PH đến hàm lượng polyphenol tổng
PH Mẫu đối
chứng 2 3 4 5 6 7 8 9
PP tổng (%) 20,03 19,84 20,79 20,29 18,59 16,81 16,51 15,10 13,95 KL cao (g) 0,42 0,41 0,42 0,42 0,42 0,43 0,42 0,41 0,41
Hình 3. 9: Biểu đồảnh hưởng của nồng độPH đến hàm lượng polyphenol tổng
Từ kết quả trên cho thấy hàm lượng polyphenol tổng ổn định ở PH dung môi từ
2-4 và giảm nhẹkhi PH tăng lên 5, bắt đầu giảm mạnh từ 18,59% xuống còn 13,95%
khi PH tăng dần từ 6-9, như vậy PH càng tăng hàm lượng polyphenol tổng càng giảm, PH bằng 3 có hàm lượng polyphenol tổng 20,79%K cao hơn mẫu đối chứng, tuy nhiên ảnh hưởng không đáng kể. Do đó xét về yếu tố kinh tế cũng như độ tinh sạch của polyphenol, chúng tôi quyết định không hiệu chỉnh nồng độ PH cho các nghiên cứu tiếp theo.
Kết luận Tối ưu hóa các thông số nồng độ dung môi, nhiệt độ và thời gian trích ly:
Như đã trình bày, các yếu tố hệ dung môi, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly là những
yếu tố quan trọng có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi và thành phần các
polyphenol thu được. Từ kết quả khảo sát ở trên, chúng tôi đã lựa chọn miền khảo sát tối ưu cho nồng độ dung môi là 70% v/v; thời gian trích ly 35 phút và nhiệt độ trích ly
650C, tỉ lệ nguyên liệu : dung môi là 1:25.