Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Chuẩn bị và đánh giá nguyên liệu
3.1.2 Đánh giá nguyên liệu
Đánh giá cảm quan về gạo huyết rồng và nếp than (phụ lục 1.3) Bảng 3.2: Kết quả đánh giá cảm quan các loại nguyên liệu dạng hạt
Chỉ tiêu
Trạng
thái Mùi Màu Vị Độ ẩm
Loại nguyên liệu (%)
Nếp than Rắn Cám nhẹ Đen Không
vị 9,89
Gạo huyết rồng Rắn Cám nhẹ Nâu đỏ Không
vị 10,28 Bảng 3.3: Kết quả đánh giá cảm quan các loại bột nguyên liệu (phụ lục 12)
Chỉ tiêu Bột nguyên liệu
Nếp than Gạo huyết rồng Cảm quan
Bột Xám Cám Không vị
Bột Đỏ lợt
Cám Không vị Dạng
Màu Mùi Vị
Độ ẩm (%) 8,26 8,12
Độ tan trên da + +
Độ mịn mướt +++ +++
Hàm lƣợng tinh bột (%) 73,5 73,4
Đánh giá hình ảnh, kích thước hạt và bột nguyên liệu (phụ lục 1.4) Điều kiện tiến hành đo kích cở hạt (phụ lục 12):
- Dung môi phân tán: nước
- Nhiệt độ tiến hành: nhiệt độ môi trường
Kết quả kích thước hạt được lấy theo mật độ phân bố thể tích d50: kích thước hạt chiếm 50% .
Điều kiện tiến hành chụp SEM:
-Thế tăng tốc 15 kV - Độ phóng đại 4000 lần
-Nhiệt độ tiến hành: nhiệt độ môi trường Bảng 3.4: Đánh giá hình ảnh và kích thước nguyên liệu
Loại nguyên liệu Hình dạng Kích thước hạt
(mm) Phụ chú
Nếp than Ovan 5,651,51 Hình 3.1 (trái)
Huyết rồng Ovan, dài 7,501,71 Hình 3.1 (phải) Tinh bột nếp than Đa giác 7,2710-3 Hình 3.2 (trái) Tinh bột gạo huyết rồng Đa giác 9,9210-3 Hình 3.2 (phải)
Hình 3.1: Nếp than (trái) và gạo huyết rồng (phải) chụp xa
Hình 3.2: Nếp than (trái) và gạo huyết rồng (phải) chụp gần
Hình 3.3: Vi ảnh tinh bột nếp than (trái) và gạo huyết rồng (phải)
Đồ thị 3.2: Đồ thị phân bố kích thước hạt của tinh bột nếp than (trái) và gạo huyết rồng (phải)
Bảng 3.5: Phần trăm phân bố kích cỡ hạt của nếp than (trái) và gạo huyết rồng (phải)
Nhận xét: Nếp than và gạo huyết rồng đều giàu tinh bột, thông qua màu sắc của võ nếp than và gạo huyết rồng ta có thể nói rằng hàm lƣợng anthocyanins trong nếp than cao hơn huyết rồng vì màu sắc của nếp than đậm hơn rất nhiều so với huyết rồng. Mặt khác, tinh bột nếp than có kích thước nhỏ và đồng đều hơn huyết rồng (thông qua DLS và chụp SEM) vì gạo huyết rồng cứng và kích thước ban đầu lớn hơn so với nếp than. Nhƣ vậy chúng ta có thể dự đoán ban đầu rằng khả năng ứng dụng của nếp than sẽ cao hơn gạo huyết rồng.
3.1.3 Nhận danh nhóm hoạt chất dựa vào phân tích hóa sơ bộ thực vật
Kết quả đánh giá đƣợc trình bày với các ký hiệu (-) nghĩa là âm tính không có hiện diện và ký hiệu (+) nghĩa là dương tính có hiện diện. Còn các ký hiệu (++) hoặc (+++) nghĩa là hiện diện ở nồng độ cao hơn. Các ký hiệu (+), (++) hoặc (+++) chỉ có ý nghĩa so sánh trong cùng điều kiện thí nghiệm.
% Phân bố Kích cỡ hạt (m )
10 3,57
20 4,68
30 5,55
40 6,52
50 7,58
60 8,80
70 10,58
80 14,12
90 24,49
95 36,86
% Phân bố Kích cỡ hạt (m )
10 3,56
20 4,99
30 6,09
40 7,54
50 9,94
60 13,85
70 22,95
80 37,64
90 57,55
95 80,09
Sơ đồ phân tích :
Sơ đồ 3.2: Quy trình chung phân tích sơ bộ hóa thực vật
Dịch ether Bã (trên giấy lọc
và trong erlen)
Rửa
Chiết
Trung hòa Lớp ether
Dung dịch có màu đỏ
flavonoid Màu vàng
carotenoid 20 ml
nước
nước rửa
20 ml NaOH 10%
5 ml H2SO4 2%
Bột Mg Thử với giấy quỳ
Nguyên liệu đã xay nhuyễn
(5g)
Chiết, tách
Lắng, gạn, lọc 30 ml diethyl ether (3lần)
Lắc 5 phút/ 1 lần Dịch ether
Chiết / phiểu
Lớp ether Lớp kiềm
Chiết Lọc Dịch lọc
Phần 1 Phần 2
Pha loãng (1:1)
Màu lục Màu
đỏ
Acid Kiềm
Anthocyanins
Pha loãng (1:1)
Xanh đen
1.CH3COONa 2.FeCl3 2%
Tannin
Bảng 3.6: Kết quả phân tích hóa sơ bộ thực vật
Nhận xét: Qua kết quả phân tích sơ bộ hóa thực vật chúng ta đã khẳng định đƣợc rằng nếp than có hàm lƣợng anthocyanins cao hơn huyết rồng. Ngoài anthocyanins thì trong nếp than và gạo huyết rồng còn chứa carotenoid, tanin đều là những hợp chất có khả năng kháng oxy hóa mạnh. Nhƣ vậy, có thể nói rằng đây là những nguồn cung cấp anthocyanins dồi dào trong tự nhiên và tinh bột của chúng có thể bảo vệ hoạt chất tự nhiên này. Vì vậy khả năng ứng dụng của tinh bột nếp than và gạo huyết rồng vào trong thực phẩm và mỹ phẩm là rất cao, vì ngày nay con người ngày càng quan tâm tới các liệu pháp chữa trị và ngăn ngừa bệnh bằng các hoạt chất thiên nhiên.
3.1.4 Xác định hàm lƣợng và đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanins trong nếp than và vỏ đậu đen
Điều kiện tiến hành: Máy đo quang phổ UV_Vis CARY 50 CONC, đo ở điều kiện thường.
Xác định hàm lƣợng anthocyanins trong dịch chiết (phụ lục 2) Bảng3.7: Kết quả xác định hàm lƣợng anthocyanins
Nguyên
liệu m (g) w (%)
V
(ml) DF A λmax (nm)
Anthocyanin (%) Nếp than 20 9,61 0,18 5 0,3598 515 0,0297
Vỏ đậu
đen 10 67,19 0,377 5 0,5924 515 0,5917
Hợp chất Tên thuốc
thử/ hóa chất Nhận xét kết quả Nếp than Gạo huyết rồng Ete Cồn Acid Ete Cồn Acid Flavonoid HClđđ + Mg Không có màu đỏ - - - -
Carotenoid H2SO4 đđ Có ánh xanh ++ +
Tanin Natri acetate + FeCl3
Dung dịch có màu
xanh đen ++ - ++ -
Anthocyanins HClđđ
KOH
Dung dịch có màu đỏ
Dung dịch có màu lục
+++
+++
+
+
Đồ thị 3.3: Phổ hấp thụ của dịch chiết nếp than (trái) và vỏ đậu đen (phải)
0,0297
0,5917
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Nếp than Vỏ đậu đen
Loại nguyên liệu
Hàm lƣợng athocyanins (%)
Đồ thị 3.4: Hàm lƣợng anthocyanins trong nếp than và đậu đen
Nhận xét: Chúng ta thấy rằng phổ hấp thụ của dịch chiết từ các mẫu nghiên cứu nằm trong vùng phổ hấp thụ của các anthocyanins (510-540 nm), vì vậy có thể thấy rằng dịch chiết của các mẫu này rất giàu anthocyanins, nếu đƣợc làm sạch tốt thì có thể thu được lượng anthocyanins tương đối cao. Dịch chiết nếp than và vỏ đậu đen đều có bước sóng hấp thụ cực đại là 515 nm, như vậy có thể khẳng định rằng anthocyanins trong nếp than và vỏ đậu đen là cùng một loại.
Hàm lƣợng anthocyanins trong gạo huyết rồng rất thấp mà quá trình tách chiết lại không đáng kể nên không xác định đƣợc chính xác hàm lƣợng, còn trong nếp than cũng khá cao nhƣng vẫn thấp hơn nhiều so với vỏ đậu đen (trong nếp than chỉ khoảng 5% so với vỏ đậu đen). Điều này có thể đƣợc giải thích là do anthocyanins chỉ có ở vỏ cám của hạt nếp mà nó chỉ chiếm một khối lƣợng nhỏ so với toàn bộ khối lƣợng hạt nếp.
Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa (phụ lục 3)
Bảng 3.8: Kết quả đo IC50 của vitaminC, nếp than và vỏ đậu đen
C (mg/ml)
Phần trăm ức chế (Q)
Vitamine C Nếp than Vỏ đậu đen
1 99,9 97,95 98,59
0,1 99,9 86,43 97,21
0,05 99,8 63,45 84,47
0,01 44,6 30,09 25,60
0,005 13,3 22,69 12,59
0,001 2,6 12,71 8,19
Bảng 3.9: Giá trị IC50 của anthocyanins tách đƣợc từ nếp than và đậu đen
Tên mẫu IC50
(g/ml) Nếp than 33,6
Đậu đen 21,1 Vitamine C 11,34
Đồ thị 3.5: Đường chuẩn tính IC50 của anthocyanins tách từ nếp than, vỏ đậu đen và vitammine C
Nhận xét: Từ đồ thị 3.4 và bảng 3.8 ta có thể kết luận theo phương pháp DPPH hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanins tách ra từ đậu đen cao của nếp than, nhƣng vẫn có khả năng kháng oxy hóa cao vì gần bằng vitamine C.
Antioxidant - DPPH
-3.0 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0
20 40 60 80 100 120
Nep than Vitamine C
logC
% Q
3.1.5 Đánh giá độ trương nở, độ đặc và độ tạo gel thông qua phương pháp đo độ nhớt nhanh của các loại tinh bột (phụ lục 4)
Điều kiện tiến hành là thiết bị đo độ nhớt Brookfiel Programmable DV-II Viscometter.
- Sử dụng đĩa Spindle S52 - Tốc độ quay là 20 (vòng /phút)
- Tinh bột gạo được phân tán trong nước theo tỉ lệ 10% (w/w).
Điều kiện nhiệt độ
Quá trình đo đƣợc tiến hành từ 50oC, duy trì nhiệt độ này trong khoảng 1 phút. Sau đó nhiệt độ đƣợc nâng lên đến 95oC với tốc độ 2,5oC/phút, duy trì ở 95oC trong vòng 5 phút. Sau đó hạ nhiệt độ từ 95oC xuống đến 50oC với tốc độ 2,5oC/phút.
Kết quả:
8000 8500 9000 9500 10000 10500 11000
0 10 20 30 40
Thời gian (phút)
Độ nhớt (cP)
40 50 60 70 80 90 100
Nhiệt độ (độ C)
Nếp than Gạo huyết rồng Nhiệt độ
Đồ thị 3.6: Giản đồ RVU của tinh bột nếp than và gạo huyết rồng
Bảng 3.10: Giá trị các thông số trong giản đồ RVU của tinh bột nguyên liệu Thông số Nếp than Gạo huyết rồng Độ nhớt đỉnh B (Cp) 9591 10349 Độ nhớt ổn định C (Cp) 8665 9384 Độ nhớt cuối cùng D (Cp) 8599 8670 Giảm độ nhớt C-B (Cp) -926 -965 Độ tăng vọt D-C (Cp) -66 -714
Nhiệt độ hồ hóa (oC) 65 75
5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000
Độ nhớt đỉnh Độ nhớt ổn định Độ nhớt cuối cùng Loại độ nhớt
Độ nhớt (Cp)
Nếp than Gạo huyết rồng
Đồ thị 3.7: Kết quả so sánh loại độ nhớt của tinh bột nếp than và gạo huyết rồng
Nhận xét:
Tinh bột nếp than bắt đầu hồ hóa ở nhiệt độ khoảng 65oC và gạo huyết rồng bắt đầu hồ hóa ở nhiệt độ khoảng 75oC. Nhƣ vậy tinh bột nếp than dễ hồ hóa hơn tinh bột gạo huyết rồng (nhiệt độ hồ hóa thấp hơn 10oC) , này cũng có thể đƣợc giải thích là do gạo huyết rồng cứng hơn và mạch tinh bột khó cắt đứt hơn so với nếp than. Khả năng trương nở của tinh bột huyết rồng thì tốt hơn nếp than vì giá trị độ nhớt đỉnh cao hơn. Trong khi đó, độ giảm độ nhớt, độ tăng vọt của tinh bột huyết rồng và nếp than đều âm chứng tỏ rằng khả năng tạo đặc tạo gel của chúng thấp. Để xác định lại các tính chất của tinh bột qua giản đồ RVU ta tiến hành phối chế sản phẩm nền của hệ thống dẫn truyền Thixogel để kiểm chứng.
3.1.6 Bàn luận về nguồn nguyên liệu
Nhƣ chúng ta đã biết tinh bột đƣợc cấu tạo từ 2 cấu tử chính là amylose mạch thẳng và amylopectin dạng mạch nhánh. Mặc dù vậy cả 2 đều có cấu tạo từ các đơn vị glucose. Và gần nhƣ các phản ứng đơn giản có thể giải thích thông qua cấu tạo của nó một cách nhanh chóng và dễ dàng. Nhƣng để xác định tính trương nở, làm đặc, tạo gel thì khó hơn và việc xác định những đặc tính này cũng chậm hơn. Khả năng ứng dụng của tinh bột đƣợc mở ra trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ những thành công của nhóm nghiên cứu Magali Lionel, B.S Sarmento, Marney P.Cereda trong việc xác định nhanh những tính chất trương nở, làm đặc của tinh bột.
Trrong giai đoạn thủy phân ban đầu, các phần vô định hình của hạt tinh bột trương phồng do hấp phụ nước, khi tăng nhiệt độ của nước thì liên kết hydro trong hạt bị phá vỡ tạo thành dạng phân tán và cuối cùng tạo thành những mảnh vỡ của hạt tinh bột. Do đó làm tăng ma sát giữa các hạt và làm tăng độ nhớt, hiện tượng này gọi là hiện tượng trương nở của tinh bột. Khi nhiệt được nâng lên và sự xâm nhập của nước vào bên trong hạt mạnh hơn thì các phần tinh thể của hạt cũng bị chảy ra, điều này cho phép các phân tử amylopectin bị thủy phân nhiều hơn, làm cho hạt bị trương phồng lớn hơn và làm tăng độ nhớt của dung dịch.
Khi hạt trương phồng đến một kích cở giới hạn chúng sẽ vỡ ra và làm giảm ma sát giữa các hạt, do đó độ nhớt giảm. Ngƣợc lại trong quá trình làm lạnh, nếu có lipid thì việc hình thành các mạch xoắn kép amylose (chuyển hóa ngƣợc) hoặc các phức hợp amylose-lipid sẽ làm tăng độ nhớt của dung dịch một cách nhanh chóng.
Hiện nay ngoài hệ thống dẫn truyền Thixogel thì còn một hệ thống nữa đƣợc chấp nhận trong mỹ phẩm đó là hệ thống dẫn truyền tinh bột hấp phụ. Nếu như hệ thống dẫn truyền Thixogel cần: kích thước hạt nhỏ (nhằm tạo ra sản phẩm mịn hơn) và độ trương nở, tạo đặc, tạo gel phải cao để tạo ra sản phẩm gel bền, thì hệ thống dẫn truyền tinh bột hấp phụ cần: kích thước hạt nhỏ (tạo độ mịn cho sản phẩm), độ trương nở, tạo đặc, tạo gel phải thấp (tránh hiện tượng tạo nhầy làm bít lổ chân lông) và tính hấp phụ dầu và nước cao.
Nhƣ vậy, qua hình dạng và giá trị độ nhớt của tinh bột nếp than và gạo huyết rồng thì ta thấy rằng khả năng trương nở của nếp than và gạo huyết rồng tương đối tốt mặt dù khả năng tạo đặc, tạo gel không cao lắm. Bên cạnh đó thì kích thước hạt cũng chưa đạt yêu cầu thật mịn trong mỹ phẩm (nếp than có cấu tạo hạt tinh bột lớn hơn 90% là amylopectin, dễ vón cụt nên rất khó rây). Do đó,