3.1. Xác định các thông số cho quy trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen
3.1.3. Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen
Bởi vì bản chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, quá trình khuếch tán phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ. Bởi vậy việc nghiên cứu này được thực hiện khảo sát ở các nhiệt độ khác nhau từ 400C đến 700C.
Theo kết quả thực nghiệm ta thấy, khi tăng dần nhiệt độ từ 400C đến 600C thì hiệu suất trích ly Anthocyanin tăng dần và đạt cực đại ở 600C (0.864%). Nhưng khi tăng nhiệt độ đến 650C và 700C thì hiệu suất trích ly giảm dần.
Mặc dù nhiệt độ là một trong các yếu tố làm biến tính và mất màu chủ yếu ở Anthocyanin. Nhiệt độ càng cao, khả năng bị oxy hóa và mất màu của Anthocyanin tăng dần. Tuy nhiên, trong quá trình trích ly, nhiệt độ lại đóng vai trò khá quan trọng do nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng hoạt động, sự tương tác, khuếch tán và ái lực của dung môi đối với Anthocyanin.
0.519
0.68
0.747
0.864
0.74 0.687
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
40 50 55 60 65 70
Hiệu suất trích ly Athocyanin %
Nhiệt độ (0C)
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hiệu suất trích ly Anthocyanin từ dịch chiết.
Ở nhiệt độ trích ly ở 40oC, quá trình diễn ra chậm do tốc độ khuếch tán của Anthocyanin thấp. Nên hiệu suất trích ly Anthocyanin thu được còn thấp.
Ở nhiệt độ 60oC, hiệu suất trích ly Anthocyanin là cao nhất. Do ở nhiệt độ này các phân tử trong tế bào chuyển động nhanh hơn, quá trình anthocyanin tách ra khỏi tế bào diễn ra nhanh làm hiệu suất đạt được cao hơn. Đồng thời ở nhiệt độ này Anthocyanin trong dịch trích ít bị biến tính và tốc độ khuếch tán của Anthocyanin vào dung môi lớn hơn tốc độ phân hủy của Anthocyanin gây ra bởi các tác nhân khác. Có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê về hàm lượng Anthocyanin giữa nguyên liệu được trích ly ở 60oC và các thang nhiệt độ còn lại. Ở điều kiện nhiệt độ này.
Trong khoảng nhiệt độ 65-70oC, phản ứng phân hủy anthocyanin diễn ra nhanh hơn tốc độ khuếch tán. Bên cạnh đó ở nhiệt độ này nguyên liệu sẽ hút nước trương nở lớn nhất để làm tiền đề cho quá trình hồ hóa nên Anthocyanin bị giữ lại trong gạo nhiều, ngoài ra Anthocyanin dưới tác dụng của nhiệt độ và oxy đã diễn ra phản ứng oxy hóa mạnh. Cho nên ở nhiệt độ này hiệu suất thu hồi Anthocyanin giảm dần
Kết quả thí nghiệm phù hợp với kết quả nghiên cứu của Huỳnh Thị Kim Cúc (2004) về trích ly từ dâu tằm Hội An bằng dung môi H2O:EtOH và nghiên cứu trích ly
anthocyanin từ gạo tím Sóc Trăng của Ninh Lê Thu Thảo (2015) trong dung môi H2O:EtOH có điều chỉnh pH.
Ở nhiệt độ 60oC, hàm lượng Anthocyanin trích ly được là cao nhất. Vì vậy các thí nghiệm sau sẽ tiến hành trích ly Anthocyanin ở 60oC.
3.1.4. Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly Anthocyanin từ gạo đen.
Bản chất khuếch tán cần có thời gian, nên chúng ta cần khảo sát thời gian của quá trình trích ly, thời gian khảo sát từ 1h đến 3h, kết quả được thể hiện ở trong hình 3.6.
Hình 3.5 Dịch trích ly anthocyanin ở các nhiệt độ khác nhau.
Từ thực nghiệm cho thấy, hiệu suất trích ly Anthocyanin tăng và đạt cực đại ở 1h30 (0.834%), sau đó hiệu suất giảm dần theo thời gian. Khi trích ly 3h (0.228) hiệu suất trích ly anthocyanin đạt giá trị nhỏ nhất.
Nguyên nhân hàm lượng anthocyanin trong thời gian đầu (từ 1h đến 1h30) tăng lên là do đây là thời gian mà quá trình khuếch tán diễn ra nhanh hơn quá trình phá hủy Anthocyanin, vì thế hàm lượng Anthocynin trong dịch trích sẽ tăng dần. Sự khuếch tán diễn ra do sự chênh lệch về gradient nồng độ, Anthocyanin trong nguyên liệu có nồng độ cao hơn trong dung môi, thì Anthocyanin sẽ bị khuếch tán vào dung môi dễ dàng và hiệu suất trích ly Anthocyanin trong dịch trích sẽ tăng theo thời gian đến khi gradient nồng độ cân bằng.
Ở thời gian trích ly là 2h30 và 3h thì hiệu suất trích ly Anthocyanin lại giảm mạnh so với thời gian trích ly là 1h30. Nguyên nhân là do lúc đầu gradient nồng độ lớn, làm cho Anthocyanin sẽ đi ra dung môi nhiều. Nhưng về sau ở thời gian này, chênh lệch về gradient nồng độ gần như cân bằng, quá trình khuếch tán này gần như dừng lại. Ở điều
Hình 3.6. Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất trích ly Anthocyanin trong dịch chiết.
0.657
0.843
0.532
0.371
0.228 0
0.2 0.4 0.6 0.8 1
1h 1h30 2h 2h30 3h
Hiệu suất trích ly Anthocyanin %
Thời gian
kiện nhiệt độ 60oC, thời gian trích ly trong dung môi càng lâu thì hiệu suât trích ly Anthocyanin giảm do bị oxy hóa, Anthocyanin bị phá hủy.
Ở thời gian 1h30, là thời gian đủ cho quá trình khuếch tán xảy ra, đến khi gradient nồng độ cân bằng, ở thời gian này hiệu suất trích ly Anthocyanin không bị giảm do tác nhân oxy hóa và nhiệt độ cao. Cho nên hiệu suất trích ly Anthocyanin thu được từ dịch trích ly là cao nhất.
Thời gian trích ly này phù hợp với kết quả nghiên cứu trích ly gạo tím của Sóc Trăng của Ninh Lê Thu Thảo (2015).
Thời gian trích ly là 1h30 cho hiệu suất trích ly Anthocyanin là cao nhất, được chọn để tiến hành các thí nghiệm sau.
Hình 3.7 Dịch trích ly anthocyanin ở các thời gian khác nhau.