Các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng thể hiện sự khác biệt đáng kể, p <0,05 Ghi chú: * [6]; KPH: Khơng phát hiện; (+) Dương tính; (-) Âm tính
Từ kết quả phân tích ở bảng 3.6 cho thấy củ đẳng sâm 4 năm tuổi có hàm lượng tro tổng số là 6,36 % - vượt quy định (> 6 %) của Dược Điển VN V (2017). Kết quả phân tích cũng cho thấy củ đẳng sâm ở các độ tuổi 1, 2 và 3 đều đạt tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam V, (2017). Kết quả phân tích giúp củng cố thêm khẳng định củ đẳng sâm mọc tại Lạc Dương - Lâm Đồng có hàm hàm lượng inulin, polyphenol, flavonoid cao nhất khi củ đạt 3 năm tuổi. Mặt khác, kết quả phân tích cũng cho thấy, củ đẳng sâm mọc ở Lạc Dương không chứa kim loại nặng.
Do vậy, việc luận án quyết định chọn củ đẳng sâm mọc tại Lạc Dương - Lâm Đồng giai đoạn 3 năm tuổi làm nguyên liệu cho q trình nghiên cứu là hồn tồn chính xác.
Chỉ tiêu Quy định của dược điển VN Độ tuổi (năm) 1 2 3 4 Độ ẩm (%) <15 < 5 < 5 < 5 < 5 Tổng chất chiết hòa tan (%) > 35 68,63 a ±1,43 61,61b ± 1,54 58,24c ± 1,57 52,72d ± 1,42 Tro toàn phần (%) < 6 3,33d ± 0,36 4,09c ± 0,26 5,50b ± 0,17 6,36a ± 0,09 Hàm lượng inulin (mg/g) Không qui định 169,82d ± 3,01 198,22c ± 3,19 222,24ª ± 3,54 217,41b±2,94 Hàm lượng Polyphenol (mg/g) Không qui định 0,92d ±0,04 1,18c ± 0,05 1,39a ± 0,055 1,29b ± 0,03
Tro không tan
trong acid (%) < 2 - - - - Tạp chất vô cơ (%) < 1 - - - - Hàm lượng kim loại nặng (ppm): Pb; Cd; Hg và As < 20/106 KPH KPH KPH KPH
69
3.2. NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA Q TRÌNH CHIẾT INULIN TỪ CỦ ĐẲNG SÂM TỰ NHIÊN MỌC TẠI LẠC DƯƠNG LÂM ĐỒNG
3.2.1. Xác định thông số biên cho q trình tối ưu hóa cơng đoạn chiết inulin từ đẳng sâm
3.2.1.1. Xác định khoảng thời gian chiết
Thời gian cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng quan trọng đến hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm. Do vậy, luận án tiến hành chiết inulin từ củ đẳng sâm với thời gian chiết thay đổi trong khoảng 5 ÷ 65 phút, tỉ lệ dung mơi/ngun liệu được cố định ở 40 ml/g và nhiệt độ chiết là 60oC. Kết thúc quá trình chiết, đánh giá hàm lượng inulin của dịch chiết. Kết quả trình bày ở hình 3.15.
Hình 3.15. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng inulin chiết từ củđẳng sâm từ củđẳng sâm
Phân tích trình bày ở hình 3.15 cho thấy trong khoảng thời gian chiết từ 5 phút đến 40 phút thì càng tăng thời gian chiết, hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm cũng tăng theo và đạt mức cao nhất 181,93 mg/g khô khi thời gian chiết là 40 phút. Nếu tiếp tục tăng thời gian chiết lên 45 và 70 phút thì hàm lượng inulin thu được là 174,39 mg/g khô và 149,21mg/g khô, chỉ bằng tương ứng 95,86% và 82,02% so với hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm trong thời gian chiết 40 phút. Như vậy, khi tăng thời gian trích ly inulin từ củ đẳng sâm hơn 40 phút thì hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm không tăng.
Từ các phân tích ở trên cho thấy khoảng thời gian thích hợp cho q trình chiết inulin từ củđẳng sâm là 30÷50 phút và thời gian thích hợp cho q trình chiết inulin từ
củđẳng sâm là 40 phút. 55.44 143.68 181.93 174.39 149.21 0.0 40.0 80.0 120.0 160.0 200.0 0 10 20 30 40 50 60 70 H àm lư ợn g In ul in (m g/ g D W ) Thời gian (phút)
70
3.2.1.2. Xác định khoảng nhiệt độ chiết
Tiến hành chiết inulin từ C. javanica nước cất 2 lần trong thời gian 40 phút với tỷ lệ thể tích nguyên liệu/dung môi là 1g/40 ml trong khoảng nhiệt độ 40÷70oC. Kết thúc thời gian chiết, xác định hàm lượng inulin. Kết quả trình bày ở hình 3.16.
Hình 3.16. Ảnh hưởng của nhiệt độđến hàm lượng inulin trong dịch chiết đẳng sâm đẳng sâm
Kết quả phân tích ở hình 3.16 cho thấy nhiệt độ chiết có ảnh hưởng khá lớn đến hàm lượng inulin trong dịch chiết thu nhận từ củ đẳng sâm. Cụ thể, trong khoảng nhiệt độ chiết từ 40 ÷70oC, càng tăng nhiệt độ chiết thì hàm lượng inulin thu nhận càng tăng và đạt cực đại, đạt 200,51mg/g khô khi nhiệt độ chiết là 70oC. Hàm lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm khi nhiệt độ 70oC cao gấp 1,59 lần hàm lượng inulin thu nhận được khi chiết ở nhiệt độ 30oC. Sau đó khi tăng nhiệt độ chiết trên 70oC thì hàm lượng inulin thu nhận có xu thế giảm và hàm lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm khi nhiệt độ 80oC giảm chỉ bằng 91,21% hàm lượng inulin thu nhận từ củđẳng sâm khi chiết ở nhiệt độ 70oC. Trong khi đó, hàm lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm khi nhiệt độ 60oC bằng 87,88 % hàm lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm khi chiết ở nhiệt độ 70oC và gần tương đương với hàm lượng inulin thu nhận từ củđẳng sâm khi nhiệt độ 80oC. Kết quả phân tích thống kê cũng cho thấy sự chênh lệch về hàm lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm khi chiết ở các nhiệt độ khác nhau trong khoảng 40÷80oC là sự sai khác mang ý nghĩa thống kê (p<0,05). Kết quả này có thể lý giải như sau: khi tăng nhiệt độ sẽ làm tăng hệ số khuếch tán dẫn đến chất tan dễ khuếch tán từ nguyên liệu vào dung môi làm cho quá trình chiết chất tan sẽ dễ dàng hơn. Tuy vậy, nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì các chất tan thuộc nhóm inulin sẽ bị keo hóa làm giảm khả năng khuếch tán, từ đó làm giảm khả năng chiết inulin. Do vậy, khi tăng nhiệt độ chiết trong khoảng 40oC ÷70oC thì hàm
126.30 176.21 200.51 182.88 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 H àm lư ợn g In ul in (m g/ g D W ) Nhiệt độ (oC)
71
lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm sẽ tăng theo chiều tăng nhiệt độ nhưng khi nhiệt độ chiết trên 70oC thì hàm lượng inulin thu nhận từ củ đẳng sâm sẽ giảm.
Từ các phân tích ở trên cho thấy khoảng nhiệt độ chiết thích hợp cho quá trình chiết inulin từ củ đẳng sâm là 60oC ÷ 80oC và nhiệt độ thích hợp cho q trình chiết inulin là 70oC.
3.2.1.3. Xác định khoảng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu
Tiến hành chiết inulin từ củ đẳng sâm 3 năm tuổi ở nhiệt độ chiết ở 70oC, trong thời gian 40 phút, tỉ lệ dung mơi /ngun liệu thay đổi trong khoảng 20÷80 ml/g. Đánh giá hàm lượng inulin của dịch chiết. Kết quả trình bày ở hình 3.17.
Kết quả phân tích hình 3.17 cho thấy khi tăng tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu trong khoảng 20 ml/g ÷ 40 ml/g thì hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm cũng tăng theo chiều tăng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu và đạt cực đại 222,99 mg fructose tương đương khi tỉ lệ dung mơi/ngun liệu là 40 ml/g. Sau đó nếu tiếp tục tăng tỷ lệ dung môi/nguyên liệu hơn 40 ml/g thì hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm khơng tăng mà có xu hướng giảm. Ở tỉ lệ dung mơi/ngun liệu là 60 ml/g và 80 ml/g thì hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm giảm, chỉ còn tương ứng 99,79% và 96,98% so với hàm lượng inulin cực đại chiết từ củ đẳng sâm. Như vậy, trong quá trình chiết inulin từ củ đẳng sâm, tăng tỷ lệ dung mơi/ngun liệu cao hơn 40 ml/g thì khơng làm tăng hàm lượng inulin thu nhận được.
Hình 3.17. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung mơi đến hàm lượng inulin chiết từ củ đẳng sâm
Từ các phân tích ở trên cho thấy khoảng tỉ lệ dung mơi/ngun liệu thích hợp cho q trình chiết inulin từ củđẳng sâm là 30÷60 ml/g và tỉ lệ dung mơi/ngun liệu thích hợp nhất cho q trình chiết inulin là 40 ml/g.
97.039 176.72 222.99 222.51 216.25 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 0 20 40 60 80 100 H àm lư ợn g In ul in (m g/ g D W )
72
3.2.2. Tối ưu hóa cơng đoạn chiết inulin từ củ đẳng sâm theo phương pháp Box- Benken
Luận án tiến hành nghiên cứu tối ưu hóa cơng đoạn chiết inulin từ củ đẳng sâm với mục tiêu để thu được đồng thời hàm lượng inulin, hàm lược fructan và hàm lượng tổng chất chiết hòa tan cao nhất. Miền nghiên cứu của các yếu tố đầu vào quá trình chiết (nhiệt độ: X1, thời gian: X2 và tỷ lệ DM/NL:X3) xoay quanh điều kiện chiết phù hợp để tìm điều kiện chiết tối ưu với các hàm mục tiêu [hàm lượng inulin: Y1 (mg fructose
tương đương/g khô), hàm lượng fructan: Y2 (mg fructose tương đương/g khơ) và tổng hàm lượng chất chiết hịa tan: Y3 (g/100 g khơ)] đã được bố trí và thí nghiệm. Biến mã,
biến thực và kết quả khảo sát thơng số biên được thể hiện trong bảng 3.8 ÷3.9.