- Nhiệt độ không khí đầu vào : 150, 160, 170, 180,
3.2.1.Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chiết các hợp chất của râu ngô
chất của râu ngô
3.2.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của loại dung môi
Yếu tố dung môi được xem là một trong những yếu tố quan trọng đối với quá trình trích ly các hợp chất, nó có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng chiết xuất. Trong nghiên cứu này, chúng tôi quan tâm đến hoạt chất sinh học Phytosterol tức nhóm Sterol thực vật cụ thể là β- Sitosterol và Stigmasterol có trong râu ngô. Do vậy, việc lựa chọn dung môi thích hợp là rất cần thiết.
Theo các tài liệu cho biết, đặc tính của nhóm sterol thực vật là không phân cực, nên rất kém tan trong nước nhưng tan trong cồn và các dung môi hữu
cơ không phân cực [1,12]. Từ đó, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các loại dung môi không phân cực như eter dầu hỏa, cloroform, methanol (MeOH), ethanol (EtOH) đến khả năng chiết các hợp chất của râu ngô được đánh giá theo hàm lượng cắn tổng số (CTS), hàm lượng hoạt chất thu được sau khi chiết bằng Shoxlet và được cô chân không đến khối lượng không đổi. Thí nghiệm được tiến hành với 100g râu ngô cắt theo kích thước 1.5-2.0mm, tỉ lệ nguyên liệu và dung môi 1:10, nhiệt độ chiết 60oC, thời gian chiết 5h.
Các mẫu thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Kết quả được trình bày ở bảng 3.3
Bảng 3.3: Ảnh hưởng của loại dung môi đến khả năng chiết các hợp chất của râu ngô
STT Loại dung môi
Hàm lượng CTS (%CK) Hàm lượng β-sitosterol (mg/100g) Hàm lượng Stigmasterol (mg/100)
1 Eter dầu hỏa 8.01 36.90 11.34
2 CHCl3 8.71 40.12 12.33
3 MeOH 10.90 50.21 15.89
4 EtOH 10.88 50.12 15.40
Kết quả bảng trên cho thấy, hàm lượng CTS thu được tỉ lệ thuận với hàm lượng hoạt chất. Hàm lượng CTS thu được tăng thì hàm lượng hoạt chất β- Sitosterol và Stigmasterol thu được cũng tăng. Cụ thể, khi chiết râu ngô trong dung môi Ete dầu hoả hàm lượng CTS thu được đạt 8.01% thì hàm lượng β-
Sitosterol thu được là 36.90mg/100g, Stigmasterol 11.34mg/100g còn khi chiết bằng dung môi MeOH hàm lượng CTS thu được đạt 10.90% thì hàm lượng β- Sitosterol thu được là 50.21mg/100g, Stigmasterol 15.89mg/100g. Do vậy, trong nghiên cứu chúng tôi sử dụng chỉ số CTS để đánh giá trong quá trình tách chiết.
Hàm lượng CTS chiết được từ râu ngô đạt cao nhất ở mức 10,90% và 10,88% khi sử dụng dung môi chiết MeOH và dung môi EtOH. Điều đó có thể là do cồn, nhất là MeOH được xem là dung môi vạn năng, hòa tan được các chất không phân cực, đồng thời cũng có khả năng tạo dây nối hidro với các nhóm phân cực khác.
Tuy nhiên, để sử dụng trong sản xuất thực phẩm nên chúng tôi đã chọn dung môi EtOH rẻ hơn và không độc cho các nghiên cứu tiếp theo.
3.2.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu
Kích thước và hình dáng của nguyên liệu ảnh hưởng rất nhiều đến vận tốc chuyển động của dung môi qua lớp nguyên liệu. Từ đó, xúc tiến nhanh hoặc làm chậm quá trình trích ly.
Nguyên liệu cần được cắt nhỏ nhằm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trích ly. Tuy nhiên, kích thước và hình dạng của nguyên liệu sau khi làm nhỏ cũng có giới hạn, vì nếu chúng quá nhỏ dễ làm tắc dụng cụ dẫn tới ảnh hưởng xấu đến quá trình trích ly.
Do vậy, để xác định được kích thước nguyên liệu thích hợp cho quá trình trích ly các hợp chất từ râu ngô, chúng tôi tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các kích thước ≤ 0.5; 0.5-1; 1-1.5; 1.5-2mm đến khả năng chiết các hợp chất của
râu ngô. Thí nghiệm sử dụng dung môi EtOH 90o, tỉ lệ nguyên liệu và dung môi là 1:10, nhiệt độ chiết 60oC, thời gian chiết 5h.
Các mẫu thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Kết quả được trình bày ở bảng 3.4
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến khả năng chiết các hợp chất của râu ngô
Loại Kích thước (mm) Hàm lượng CTS (%CK) 1 ≤ 0,5 8.24 2 0,5 – 1,0 9.98 3 1,0 – 1,5 11.01 4 1,5 – 2,0 10.88
Kết quả bảng trên cho thấy với kích thước của râu ngô là 1,0 – 1,5mm thì hàm lượng CTS thu được là cao nhất 11,01%, còn đối với các kích thước nhỏ hơn hoặc lớn hơn thì đều cho hàm lượng CTS thấp hơn. Do vậy, kích thước của râu ngô 1,0 – 1,5mm là kích thước thích hợp trong quá trình trích ly các hợp chất. Ở kích thước ≤ 0,5mm có thể đã làm tắc các đường dẫn nên quá trình trích ly đã bị hạn chế, còn đối với kích thước > 1,5mm thì lại quá lớn làm cho dung môi không được tiếp xúc một cách triệt để với nguyên liệu gây khó khăn trong quá trình trích ly. Do vậy trong các nghiên cứu tiếp theo chúng tôi chọn kích thước nguyên liệu là 1,0 – 1,5mm.
Khả năng trích ly của EtOH thay đổi theo nồng độ. Theo các tài liệu tham khảo, nồng độ EtOH thích hợp để trích ly các hợp chất thiên nhiên thường ở nồng độ từ 70%đến 80%. Do đó, chúng tôi tiến hành thí nghiệm khảo sát trích ly các hợp chất của râu ngô ở các nồng độ dung môi EtOH sau: 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%. Thí nghiệm được tiến hành với kích thước nguyên liệu 1- 1.5mm, tỉ lệ nguyên liệu và dung môi là 1:10, nhiệt độ chiết 60oC, thời gian chiết 5h.
Các mẫu thí nghiệm được lặp lại 3 lần.
Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 3.5.
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến khả năng chiết các hợp chất của râu ngô
STT (%) (%CK)1 60 10.98 1 60 10.98 2 65 11.47 3 70 11.81 4 75 11.72 5 80 11.55 6 85 11.29 7 90 11.01 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả bảng trên cho thấy, nồng độ EtOH được sử dụng trong quá trình trích ly là 70% thì hàm lượng CTS thu được là cao nhất đạt 11.81%. Còn khi sử dụng các nồng độ EtOH cao hơn hoặc thấp hơn 70% thì đều cho hàm lượng CTS thu được thấp hơn.
Điều này có thể giải thích, do trong râu ngô có nhiều hàm lượng hợp chất không phân cực mà ở nồng độ EtOH càng thấp thì hàm lượng nước càng cao và dẫn đến tính phân cực của dung môi càng mạnh. Do đó, khả năng hòa tan các chất không phân cực có trong râu ngô kém, dẫn đến hàm lượng CTS thu được thấp. Còn khi nồng độ EtOH càng cao, môi trường chiết dễ dẫn đến bị đẳng trương. Do vậy, rất khó khăn cho quá trình truyền khối của các hợp chất và cũng dẫn đến hàm lượng CTS thu được thấp.
Do vậy, chúng tôi sử dụng nồng độ EtOH thích hợp là 70% cho các nghiên cứu tiếp theo.
Chất lượng của dịch trích ly phụ thuộc vào tỷ lệ nguyên liệu và dung môi, vì nếu dùng ít dung môi có thể không trích ly hết được các hợp chất, nhưng nếu dùng nhiều dung môi, lượng hợp chất trong dịch trích ly không tăng mà lại tốn dung môi. Tùy theo từng loại nguyên liệu mà tỷ lệ nguyên liệu và dung môi là khác nhau. Do vậy, trong quá trình trích ly cần nghiên cứu tỷ lệ nguyên liệu và dung môi thích hợp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành thí nghiệm khảo sát với các tỷ lệ nguyên liệu và dung môi (g/ml): 1:5; 1:7.5; 1:10; 1:12.5. Thí nghiệm với kích thước nguyên liệu 1-1.5mm, sử dụng dung môi EtOH 70%, nhiệt độ chiết 60oC, thời gian chiết 5h.
Các mẫu thí nghiệm được lặp lại 3 lần.
Kết quả thí nghiệm được trình bày ở bảng 3.6
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu và dung môi (NL/DM) đến khả năng chiết các hợp chất của râu ngô