CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.2 Hàm lượng phenolics tổng số
3.2.1 Mối quan hệ giữa TPC dự đoán và đo được
Hình 3.2. Mối quan hệ giữa TPC dự đoán và đo được
Kết quả chạy mô hình Box-Behnken cho thấy giá trị R2 =0,76, có nghĩa là 76% giá trị TPC dự đoán tương thích với giá trị TPC đo được. Giá trị P = 0.0443 (P < 0.05) chứng tỏ mô hình TPC đạt độ tin cậy ở mức ý nghĩa 5%.
3.2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố độc lập đến hàm lượng phenolics tổng số
Kết quả chạy mô hình Box-Behnken miêu tả ảnh hưởng của các yếu tố công suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến hàm lượng
Y = 8.1 + 0.51X1 + 0.99X2 + 0.27X3 + 0.59X4 + 0.59X1X2 – 0.42X1X3 + 0.46X1X4
+ 0.39X2X3 – 0.14X2X4 + 0.17X3X4 – 1.35X21 + 0.23X22 + 0.037 X23 - 0.26X24
Từ phương trình trên cho thấy các hệ số của X1, X2, X3, X4 đều mang giá trị dương. Điều này có nghĩa là khi tăng công suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu (trong khoảng khảo sát) thì hàm lượng phenolics tổng số tăng lên. Trong khi, hệ số của X21, X24 mang dấu âm, cho thấy càng tăng công suất vi sóng, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến một mức nào đó (trong khoảng khảo sát) thì hàm lượng phenolics đạt giá trị cao nhất và có xu hướng giảm xuống. Còn đối với hệ số X22, X23 là hệ số dương nên càng tăng thời gian bức xạ, thời gian trích ly (trong khoảng khảo sát) thì hàm lượng phenolics tổng số tiếp tục tăng.
Phương trình cũng cho thấy sự tương tác giữa từng cặp thông số với nhau. Cụ thể:
Hệ số của X1X2 là hệ số dương cho thấy sự tương tác thuận giữa công suất và thời gian bức xạ lên hàm lượng phenolics tổng số, có nghĩa là khi càng tăng công suất và thời gian bức xạ (trong khoản khảo sát) thì TPC sẽ tăng.
Tương tự, hệ số của X1X4,X2X3, X3X4 lần lượt là sự tương tác thuận giữa công suất vi sóng và tỉ lệ dung môi/nguyễn liệu, thời gian bức xạ và thời gian trích ly, thời gian trích ly và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu lên hàm lượng phenolics tổng số.
Nhưng hệ số của X1X3, X2X4 là hệ số âm cho thấy sự tương tác nghịch giữa công suất vi sóng và thời gian trích ly, giữa thời gian bức xạ và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu lên hàm lượng phenolics tổng số. Có nghĩa là khi càng tăng công suất vi sóng và thời gian trích ly thì hàm lượng phenolics giảm (trong khoảng khảo sát) hoặc tăng thời gian bức xạ và thì tỉ lệ dung môi/nguyên liệu (trong khoản khảo sát) thì hàm lượng phenolics giảm.
Bảng 3.2, Hình 3.1 và Hình 3.3 cho thấy, TPC bị ảnh hưởng rất đáng kể bởi các thông số MAE. Trong đó, TPC bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi công suất vi sóng, tiếp theo là thời gian bức xạ, thời gian trích ly và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu.
Hình 3.3. Tương tác giữa công suất vi sóng và thời gian bức xạ trên mô hình 3 chiều đối với chỉ tiêu TPC
Trong số 27 thí nghiệm, giá trị thấp nhất của TPC là 4.29 (mg GAE/g mẫu khô) ở các thông số tương ứng là công suất vi sóng 400 (W), thời gian bức xạ 4 (s/phút), thời gian trích ly 10 (phút), tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 35 (ml/g). Và giá trị cao nhất của TPC là 10.47 (mg GAE/g mẫu khô) ở các thông số tương ứng là công suất vi sóng 600 (W), thời gian bức xạ 5 (s/phút), thời gian trích ly 20 (phút), tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 50 (ml/g).
Ở điều kiện MAE tối ưu là công suất vi sóng 600 (W), thời gian bức xạ 5 (s/phút), thời gian trích ly 30 (phút), tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 50 (ml/g), các giá trị TPC dự đoán và đo được tương ứng là 10.38 và 10,97 (mg GAE/g mẫu khô).
3.3 Hiệu suất trích ly phenolics (PEE)
3.3.1 Mối quan hệ giữa PEE dự đoán và đo được
Hình 3.4. Mối quan hệ giữa PEE dự đoán và đo được
Kết quả chạy mô hình Box-Behnken cho thấy giá trị R2 = 0,76, chỉ ra rằng 76% giá trị PEE dự đoán phù hợp với các giá trị đo được. Giá trị P = 0.0447 (P < 0.05) chứng tỏ mô hình PEE đạt độ tin cậy ở mức ý nghĩa 5%.
3.3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố độc lập đến hiệu suất trích ly phenolics
Kết quả chạy mô hình Box-Behnken miêu tả ảnh hưởng của các yếu tố công suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất trích ly phenolics theo phương trình hồi quy như sau:
Y = 56.72 + 3.55X1 + 6.96X2 + 1.92X3 + 4.16X4 + 4.14X1X2 – 2.97X1X3 + 3.24X1X4 + 2.73X2X3 – 0.99X2X4 + 1.18X3X4 – 9.46X21 + 1.63X22 + 0.25 X23 – 1.86X24.
Từ phương trình hồi quy trên cho thấy hệ số của X1, X2, X3, X4 đều mang giá trị dương. Điều này có nghĩa là khi tăng công suất vi sóng, thời gian bức xạ, thời gian trích ly, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu (trong khoảng khảo sát) thì hiệu suất trích ly phenolics tăng.
Hệ số của X21, X24 mang giá trị âm, cho thấy càng tăng công suất vi sóng, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu đến một mức nào đó (trong khoảng khảo sát) thì hiệu suất trích ly phenolics đạt giá trị cao nhất và có xu hướng giảm xuống. Còn đối với hệ số X22, X23 là
giá trị dương nên càng tăng thời gian bức xạ, thời gian trích ly (trong khoảng khảo sát) thì hiệu suất trích phenolics tổng số tiếp tục tăng.
Theo phương trình cũng cho thấy sự tương tác giữa từng cặp thông số với nhau. Cụ thể như sau:
Hệ số của X1X2 là số dương cho thấy sự tương tác thuận giữa công suất vi sóng và thời gian bức xạ lên hiệu suất trích ly phenolics, có nghĩa là khi càng tăng công suất và thời gian bức xạ (trong khoảng khảo sát) thì hiệu suất trích ly phenolics tăng.
Tương tự, hệ số của X1X4, X2X3,X3X4 lần lượt là sự tương tác thuận giữa công suất vi sóng và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu, thời gian bức xạ và thời gian trích ly, thời gian trích ly và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu lên hiệu suất trích ly phenolics.
Nhưng hệ số của X1X3, X2X4 là số âm cho thấy sự tương tác nghịch giữa công suất vi sóng và thời gian trích ly, giữa thời gian bức xạ và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu lên hiệu suất trích ly phenolics. Có nghĩa là khi càng tăng công suất vi sóng và thời gian trích ly thì hiệu suất trích ly phenolics càng giảm (trong khoảng khảo sát) hoặc càng tăng thời gian bức xạ và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu (trong khoảng khảo sát) thì hiệu suất trích ly phenolics càng giảm.
Bảng 3.2, Hình 3.1 và Hình 3.5 cho thấy, PEE bị ảnh hưởng rất đáng kể bởi các thông số MAE. PEE bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi công suất vi sóng, tiếp theo là thời gian bức xạ, thời gian trích ly và tỉ lệ dung môi/nguyên liệu.
Giá trị thấp nhất PEE là 33.02% ở các thông số tương ứng là công suất vi sóng 400 (W), thời gian bức xạ 4 (s/phút), thời gian trích ly 10 (phút), tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 35 (ml/g). Và giá trị cao nhất của PEE là 73.33% ở các thông số tương ứng là công suất vi sóng 600 (W), thời gian bức xạ 5 (s/phút), thời gian trích ly 20 (phút), tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 50 (ml/g).
Hình 3.5. Tương tác giữa công suất vi sóng và thời gian bức xạ trên mô hình 3 chiều đối với chỉ tiêu PEE
Ở điều kiện MAE tối ưu là công suất vi sóng 600 (W), thời gian bức xạ 5 (s/phút), thời gian trích ly 30 (phút), tỉ lệ dung môi/nguyên liệu 50 (ml/g), các giá trị PEE dự đoán và đo được thu được tương ứng là 72.68 và 76.82%. Điều này chứng tỏ điều kiện MAE tối ưu là rất phù hợp cho trích ly hợp chất phenolics từ vỏ cacao.