Nghiên Cứu Chiết Xuất Hợp Chất Phenolic và Saponin Từ Cây Xáo Tam Phân (Paramignya Trimera)

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu công nghệ thực phẩm trích ly dịch chiết chứa hợp chất phenolic và saponin từ cây xáo tam phân, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp

• Tác giả: Trịnh Thanh Tân
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Xuân Hồng
• Trường học: Trường Đại Học Nông Lâm
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Chiết Xuất Hợp Chất Phenolic và Saponin Từ Cây Xáo Tam Phân Bằng Sóng Siêu Âm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Đặc điểm thực vật học và sự phân bố của cây xáo tam phân. Các hoạt tính sinh học của xáo tam phân. Khả năng chống oxi hóa của xáo tam phân. Khả năng kháng ung thư của xáo tam phân
• 1.2. Nguyên lý hoạt động của sóng siêu âm
• 1.3. Các hiệu ứng vật lý và hóa học khi chiết siêu âm lên hệ chất
• 1.4. Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hình thành và vỡ bóng. Hợp chất có hoạt tính sinh học và kỹ thuật trích ly
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Thiết bị và dụng cụ
• 2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.4. Thí nghiệm 1: Khảo sát và đánh giá điều kiện trích ly bằng kỹ thuật siêu âm kết hợp dung môi nước ở các bộ phận rễ, thân, và lá. Ảnh hưởng của công suất xử lý siêu âm. Ảnh hưởng của thời gian xử lý siêu âm
• 2.5. Phương pháp phân tích
• 2.6. Hàm lượng phenolic tổng
• 2.7. Hàm lượng saponin tổng
• 2.8. Phân tích thống kê
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học trong nguyên liệu
• 3.2. Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của công suất siêu âm đến quá trình trích ly rễ cây xáo tam phân
• 3.3. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến quá trình trích ly rễ cây xáo tam phân
• 3.4. Tối ưu hóa quy trình trích ly các bộ phận của xáo tam phân có sự hỗ trợ của sóng siêu âm
• 3.5. Xác định thông số tối ưu trong quá trình trích ly polyphenol tổng và saponin tổng từ rễ xáo tam phân có hỗ trợ của sóng siêu âm
• 3.6. Xác định thông số tối ưu trong quá trình trích ly polyphenol tổng và saponin tổng từ thân xáo tam phân có hỗ trợ của sóng siêu âm
• 3.7. So sánh hiệu quả trích ly giữa các bộ phận của xáo tam phân
• 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Chiết Xuất Xáo Tam Phân Bằng Sóng Siêu Âm

Xáo tam phân (Paramignya trimera) là cây thuốc quý trong y học cổ truyền Việt Nam. Nó được sử dụng rộng rãi để điều trị các bệnh mãn tính như tiểu đường và ung thư, nhờ các thành phần chống oxy hóa đặc biệt như saponin, phenolic, flavonoid, và proanthocyanidin. Nghiên cứu này tập trung vào việc trích ly dịch chiết từ cây xáo tam phân bằng phương pháp ngâm chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm (UAE), một kỹ thuật chiết xuất xanh hiệu quả. Mục tiêu là tối ưu hóa quy trình trích ly để thu được hàm lượng polyphenol tổng (TPC) và saponin tổng (TSC) cao nhất từ rễ, thân và lá, đồng thời so sánh hiệu quả trích ly giữa các bộ phận này. Nghiên cứu này nhằm mục đích xác định một số thông số kỹ thuật trong quá trình trích ly bằng phương pháp ngâm chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm (UAE) cho hàm lượng phenolic tổng và saponin tổng từ các bộ phận rễ, thân và lá của xáo tam phân.

1.1. Giới thiệu về cây Xáo Tam Phân Paramignya trimera

Xáo tam phân là một loại cây thảo dược quý hiếm, thường được tìm thấy ở các tỉnh Khánh Hòa và Phú Yên. Theo tài liệu gốc, cây có đặc tính giải nhiệt, bồi bổ sức khỏe, và đặc biệt là tiềm năng ngăn ngừa ung thư. Sự tăng cao về nhu cầu sử dụng đã thúc đẩy việc nhân rộng giống cây ở nhiều khu vực khác nhau. Nghiên cứu này đặc biệt quan tâm đến việc khai thác toàn bộ cây, không chỉ rễ, để tận dụng tối đa tiềm năng dược liệu. Điều này phù hợp với mục tiêu phát triển bền vững và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên.

1.2. Tầm quan trọng của việc chiết xuất hợp chất phenolic và saponin

Hợp chất phenolic và saponin là những hoạt chất sinh học quan trọng, có nhiều ứng dụng trong ngành dược phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm. Chúng có khả năng chống oxy hóa, kháng viêm và kháng ung thư. Nghiên cứu này hướng đến việc tối ưu hóa quá trình chiết xuất các hợp chất này từ cây xáo tam phân để tạo ra nguồn nguyên liệu chất lượng cao cho các ứng dụng khác nhau. Từ đó, so sánh các thành phan polyphenol va saponin tổng có trong các bộ phận nay dé có cơ sở đưa ra những khuyến nghị về việc sử dụng loại cây thuốc này một cách phù hợp nhất cả về công dụng lẫn tính kinh tế.

1.3. Ưu điểm của phương pháp chiết xuất bằng sóng siêu âm UAE

Chiết xuất bằng sóng siêu âm (UAE) là một kỹ thuật chiết xuất xanh hiệu quả, thân thiện với môi trường. Nó có nhiều ưu điểm so với các phương pháp truyền thống, bao gồm hiệu suất thu hồi cao, sử dụng ít dung môi, thời gian xử lý ngắn và phù hợp với các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Sóng siêu âm tạo ra hiệu ứng cơ học, cho phép dung môi thâm nhập sâu hơn vào mô thực vật, tăng diện tích bề mặt tiếp xúc và nâng cao hiệu suất trích ly. Điều này cũng phù hợp với xu hướng phát triển các quy trình sản xuất bền vững và giảm thiểu tác động đến môi trường.

II. Thách Thức Chiết Xuất Phenolic Saponin Từ Xáo Tam Phân

Mặc dù xáo tam phân có nhiều tiềm năng dược liệu, việc chiết xuất hợp chất phenolic và saponin từ cây này vẫn còn nhiều thách thức. Các yếu tố như loại dung môi, nhiệt độ, thời gian và công suất sóng siêu âm đều có thể ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly. Bên cạnh đó, sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các bộ phận của cây (rễ, thân, lá) đòi hỏi phải có quy trình trích ly riêng biệt để tối ưu hóa việc thu hồi TPC và TSC. Hiện nay, trong dân gian người tiêu dùng chủ yếu sử dụng rễ cây xáo tam phân dé sắc thuốc với nước nóng dé uống. Việc này dẫn đến sự lãng phí nguồn nguyên liệu do các bộ phận khác của cây không được sử dụng. Do đó, tính cấp thiết của đề tài này là trích ly dịch chiết từ cây xáo tam phân ở cả ba bộ phận chính là rễ, thân và lá.

2.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu quả chiết xuất

Hiệu quả của quá trình chiết xuất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại dung môi, nhiệt độ, thời gian chiết, và công suất sóng siêu âm. Mỗi yếu tố này có thể tương tác với nhau và ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và giải phóng các hoạt chất từ mô thực vật. Việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được hiệu suất trích ly cao nhất. Cần xem xét các yếu tố được tối ưu bao gồm công suất (W), nhiệt độ (°C), và thời gian (phút) siêu âm.

2.2. Sự khác biệt về thành phần hóa học giữa các bộ phận của cây

Thành phần hóa học của rễ, thân và lá cây xáo tam phân có thể khác nhau đáng kể. Điều này có nghĩa là quy trình trích ly tối ưu cho mỗi bộ phận có thể khác nhau. Ví dụ, lá có thể chứa nhiều polyphenol hơn rễ, trong khi rễ có thể chứa nhiều saponin hơn lá. Do đó, cần phải nghiên cứu riêng biệt cho từng bộ phận để xác định các thông số trích ly phù hợp. Kết quả chỉ ra rằng mỗi bộ phận của cây xáo tam phân sẽ có các thông số tối ưu về công suất, nhiệt độ và thời gian trích ly khác nhau.

2.3. Hạn chế về thông tin khoa học liên quan đến quy trình chiết xuất

Mặc dù xáo tam phân được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền, thông tin khoa học về quy trình trích xuất hợp chất phenolic và saponin từ cây này vẫn còn hạn chế. Điều này gây khó khăn cho việc phát triển các sản phẩm chất lượng cao và đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng. Nghiên cứu này sẽ góp phần bổ sung kiến thức khoa học về quy trình trích xuất xáo tam phân, đặc biệt là sử dụng phương pháp chiết xuất bằng sóng siêu âm (UAE).

III. Phương Pháp Tối Ưu Hóa Chiết Xuất Bằng Sóng Siêu Âm UAE

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) để tối ưu hóa các thông số trích ly bằng sóng siêu âm (UAE). Phương pháp này cho phép xác định các điều kiện trích ly tối ưu (công suất, nhiệt độ, thời gian) để thu được hàm lượng TPC và TSC cao nhất từ rễ, thân và lá cây xáo tam phân. Nước và ethanol được sử dụng làm dung môi trích ly để đánh giá hiệu quả của các dung môi khác nhau đối với việc thu hồi các hoạt chất sinh học.

3.1. Thiết kế thí nghiệm theo phương pháp bề mặt đáp ứng RSM

Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) là một kỹ thuật thống kê mạnh mẽ, được sử dụng để tối ưu hóa các quy trình phức tạp. Nó cho phép xác định mối quan hệ giữa các yếu tố đầu vào (ví dụ: công suất, nhiệt độ, thời gian) và đáp ứng đầu ra (ví dụ: hàm lượng TPC, TSC). Bằng cách sử dụng RSM, có thể giảm số lượng thí nghiệm cần thiết và xác định các điều kiện tối ưu một cách hiệu quả.

3.2. Lựa chọn dung môi trích ly Nước và Ethanol

Nước và ethanol là hai dung môi phổ biến được sử dụng trong trích ly thực vật. Nước là một dung môi phân cực, thích hợp cho việc trích ly các hợp chất phân cực như polyphenol và saponin. Ethanol là một dung môi ít phân cực hơn, có thể trích ly các hợp chất ít phân cực hơn. Việc sử dụng cả hai dung môi này cho phép thu hồi một loạt các hoạt chất sinh học từ cây xáo tam phân. Trong nghiên cứu nay, nước va ethanol được sử dụng làm dung môi trong trích ly các hoạt chất từ cây xáo tam phân với sự hỗ trợ của sóng siêu âm.

3.3. Quy trình phân tích và đánh giá hàm lượng TPC và TSC

Hàm lượng TPC và TSC trong dịch chiết được xác định bằng các phương pháp phân tích quang phổ UV-Vis. Các phương pháp này cho phép định lượng các hợp chất phenolic và saponin một cách chính xác và nhanh chóng. Kết quả phân tích được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các điều kiện trích ly khác nhau và xác định các điều kiện tối ưu. Hàm lượng phenolic tổng.- Hàm lượng saponin tổng.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Hiệu Quả Chiết Xuất Từ Các Bộ Phận

Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu quả trích ly hợp chất phenolic và saponin từ cây xáo tam phân bằng sóng siêu âm (UAE) phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm loại dung môi, nhiệt độ, thời gian và công suất sóng siêu âm. Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy sự khác biệt đáng kể về hàm lượng TPC và TSC giữa các bộ phận của cây (rễ, thân, lá). Kết quả trích ly cũng cho thay lá là bộ phận chứa hàm lượng TPC va TSC cao nhất.

4.1. Ảnh hưởng của công suất và thời gian siêu âm đến hiệu quả chiết xuất

Công suất và thời gian sóng siêu âm là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly. Công suất quá thấp có thể không đủ để phá vỡ tế bào thực vật và giải phóng các hoạt chất, trong khi công suất quá cao có thể làm hỏng các hợp chất nhạy cảm với nhiệt. Thời gian trích ly quá ngắn có thể không đủ để chiết xuất hết các hoạt chất, trong khi thời gian quá dài có thể làm giảm hiệu quả trích ly do sự phân hủy của các hợp chất. Điều kiện xử lý siêu âm tối ưu của mẫu rễ là ở công suất 210.80W, nhiệt độ 50°C, va trong thời gian 8 phút, thu được hàm lượng TPC, TSC lần lượt là 7,56 + 0,35 mg GAE/g CK và 116,24 + 4,41mg EE/g CK.

4.2. So sánh hàm lượng TPC và TSC giữa rễ thân và lá cây xáo tam phân

Kết quả nghiên cứu cho thấy lá cây xáo tam phân có hàm lượng TPC và TSC cao nhất so với rễ và thân. Điều này cho thấy lá là một nguồn tiềm năng của các hoạt chất sinh học có giá trị. Điều kiệu tối ưu xử lý siêu âm lá cây bao gồm công suất 200W, nhiệt độ 47,18°C, thời gian trích ly 8 phút thu được hàm lượng TPC và TSC lần lượt 14,59 + 0,50 mg GAE/g CK và 267,67 + 5,17 mg EE/g CK. Nghiên cứu này cho thấy việc sử dụng siêu âm trong chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây xáo tam phân mang lại hiệu quả cao.

4.3. Bác bỏ quan niệm dân gian về việc sử dụng rễ cây

Nghiên cứu này đã bác bỏ quan niệm dân gian về việc sử dụng rễ cây xáo tam phân là hiệu quả nhất. Kết quả cho thấy lá cây có hàm lượng TPC và TSC cao hơn, cho thấy lá có thể là một nguồn tiềm năng hơn của các hoạt chất sinh học. Và đã bác bỏ ý kiến cũng như quan niệm dân gian về việc sử dụng rễ mang lại hiệu quả cũng như giá trị cao hơn so với các bộ phận khác.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Triển Vọng Từ Chiết Xuất Xáo Tam Phân

Nghiên cứu này có nhiều ứng dụng thực tiễn và triển vọng. Kết quả có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và dược phẩm từ cây xáo tam phân. Việc sử dụng sóng siêu âm (UAE) để trích ly các hoạt chất sinh học có thể giúp giảm chi phí sản xuất và tăng hiệu quả. Ngoài ra, việc tận dụng toàn bộ cây xáo tam phân (rễ, thân, lá) có thể giúp giảm lãng phí và tăng giá trị kinh tế.

5.1. Phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm

Dịch chiết từ cây xáo tam phân có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm có tác dụng chống oxy hóa, kháng viêm và kháng ung thư. Các sản phẩm này có thể giúp cải thiện sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật. Các hợp chất có hoạt tính sinh học thực vật là nguồn nguyên liệu quan trọng dé phát triển các sản phẩm thực phẩm, mỹ phẩm và được phẩm.

5.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm

Các hợp chất phenolic và saponin từ cây xáo tam phân có thể được sử dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm để sản xuất các sản phẩm chăm sóc da có tác dụng chống lão hóa, làm trắng da và bảo vệ da khỏi tác hại của ánh nắng mặt trời. Các sản phẩm này có thể giúp cải thiện vẻ đẹp và sức khỏe của làn da.

5.3. Tạo ra quy trình chiết xuất hiệu quả và bền vững

Việc sử dụng sóng siêu âm (UAE) để trích ly các hoạt chất sinh học từ cây xáo tam phân có thể giúp tạo ra một quy trình chiết xuất hiệu quả và bền vững. Quy trình này có thể giúp giảm chi phí sản xuất, giảm tác động đến môi trường và tăng giá trị kinh tế của cây xáo tam phân. Đây là những phương pháp hướng tới sự thân thiện với môi trường.

VI. Kết Luận Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Xáo Tam Phân

Nghiên cứu này đã thành công trong việc tối ưu hóa quy trình trích ly hợp chất phenolic và saponin từ cây xáo tam phân bằng sóng siêu âm (UAE). Kết quả cho thấy lá cây xáo tam phân là một nguồn tiềm năng của các hoạt chất sinh học có giá trị. Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá hoạt tính sinh học của dịch chiết từ lá cây xáo tam phân và phát triển các sản phẩm có giá trị gia tăng từ cây này. Ngoài ra cơ sở dé chọn UAE làm phương pháp dé trích ly xáo tam phân trong nghiên cứu này còn sự kế thừa những nghiên cứu tiền nhiệm về xáo tam phân nói riêng và về trích ly hợp chất chống oxi hóa từ cây thuốc nói chung.

6.1. Tổng kết các kết quả chính của nghiên cứu

Nghiên cứu đã xác định được các điều kiện trích ly tối ưu bằng sóng siêu âm (UAE) để thu được hàm lượng TPC và TSC cao nhất từ rễ, thân và lá cây xáo tam phân. Kết quả cho thấy lá cây có hàm lượng TPC và TSC cao hơn so với rễ và thân. Nghiên cứu này cũng đã bác bỏ quan niệm dân gian về việc sử dụng rễ cây xáo tam phân là hiệu quả nhất.

6.2. Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo nên tập trung vào việc đánh giá hoạt tính sinh học của dịch chiết từ lá cây xáo tam phân, đặc biệt là khả năng chống oxy hóa, kháng viêm và kháng ung thư. Ngoài ra, cần nghiên cứu về quy trình sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng từ cây xáo tam phân, chẳng hạn như thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và dược phẩm.

6.3. Tiềm năng phát triển ngành công nghiệp xáo tam phân

Nghiên cứu này cho thấy tiềm năng phát triển ngành công nghiệp xáo tam phân, từ việc trồng trọt đến chế biến và sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng. Việc khai thác toàn bộ cây xáo tam phân (rễ, thân, lá) có thể giúp tăng giá trị kinh tế và giảm lãng phí. cần nghiên cứu về quy trình sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng từ cây xáo tam phân, chẳng hạn như thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và dược phẩm.

Nội dung chính

## Tổng quan nghiên cứu

Xáo tam phân (Paramignya trimera) là một loại cây thảo quý trong y học cổ truyền Việt Nam, được sử dụng rộng rãi để điều trị các bệnh mãn tính như tiểu đường và ung thư. Theo ước tính, nhu cầu sử dụng xáo tam phân ngày càng tăng, đặc biệt tại các tỉnh Khánh Hòa và Phú Yên, nơi cây được trồng phổ biến. Tuy nhiên, hiện nay người dân chủ yếu sử dụng rễ để sắc thuốc, dẫn đến lãng phí các bộ phận khác của cây. Nghiên cứu này nhằm xác định các thông số kỹ thuật tối ưu trong quá trình trích ly hợp chất phenolic và saponin từ các bộ phận rễ, thân và lá của cây xáo tam phân bằng phương pháp ngâm chiết có hỗ trợ sóng siêu âm (UAE). Mục tiêu cụ thể là khảo sát ảnh hưởng của công suất siêu âm, nhiệt độ và thời gian chiết đến hàm lượng phenolic tổng (TPC) và saponin tổng (TSC), đồng thời so sánh hiệu quả trích ly giữa các bộ phận cây. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 4/2022 đến tháng 3/2023 tại tỉnh Phú Yên, với ý nghĩa khoa học là làm rõ vai trò của sóng siêu âm trong chiết xuất các hợp chất sinh học, và ý nghĩa thực tiễn là ứng dụng kết quả để phát triển sản phẩm thực phẩm và dược phẩm từ xáo tam phân.

## Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

### Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên lý thuyết về chiết xuất có hỗ trợ sóng siêu âm (Ultrasound-Assisted Extraction - UAE), một kỹ thuật chiết xuất xanh giúp tăng hiệu suất thu hồi các hợp chất sinh học nhờ hiệu ứng xâm thực khí và vi xoáy trong môi trường dung môi. Các khái niệm chính bao gồm:

- **Hiện tượng xâm thực khí (Cavitation):** Sóng siêu âm tạo ra các bong bóng khí nhỏ trong dung dịch, khi vỡ ra sẽ giải phóng năng lượng lớn, phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật, giúp dung môi thẩm thấu sâu hơn.
- **Hợp chất phenolic:** Các hợp chất chống oxy hóa mạnh, có vai trò bảo vệ tế bào, chống viêm và kháng ung thư.
- **Saponin:** Hợp chất có hoạt tính sinh học đa dạng, đặc biệt là khả năng chống ung thư và kích thích miễn dịch.
- **Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM):** Mô hình toán học dùng để tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất.

### Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là các mẫu rễ, thân và lá của cây xáo tam phân được thu hoạch tại tỉnh Phú Yên. Mẫu được xử lý sấy khô đến độ ẩm dưới 8%, xay mịn và bảo quản trong điều kiện lạnh. Thiết bị siêu âm dạng thanh Sonicator 3000 với công suất tối đa 1200W được sử dụng để chiết xuất trong dung môi nước.

Phương pháp phân tích gồm:

- Thiết kế thí nghiệm theo mô hình lặp tâm (Central Composite Design - CCD) kết hợp với RSM để khảo sát ảnh hưởng đồng thời của công suất siêu âm (150-250W), nhiệt độ (45-55°C) và thời gian (2-10 phút).
- Cỡ mẫu mỗi thí nghiệm là 3,75g nguyên liệu, tỷ lệ dung môi/mẫu 40:1.
- Phân tích hàm lượng phenolic tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu, biểu thị bằng mg GAE/g mẫu khô.
- Phân tích hàm lượng saponin tổng bằng phương pháp vanilin-sulfuric acid, biểu thị bằng mg escin/g mẫu khô.
- Phân tích thành phần hóa học dinh dưỡng và khoáng chất bằng các phương pháp chuẩn quốc tế.
- Thời gian nghiên cứu từ tháng 4/2022 đến tháng 3/2023.

## Kết quả nghiên cứu và thảo luận

### Những phát hiện chính

1. **Ảnh hưởng của công suất siêu âm:** Hàm lượng TPC và TSC của rễ và thân tăng dần và đạt cực đại ở công suất 210W, sau đó giảm nhẹ khi công suất vượt quá mức này. Cụ thể, TPC và TSC của rễ ở công suất 210W lần lượt là 6,45 ± 0,43 mg GAE/g CK và 78,39 ± 2,71 mg EE/g CK; của thân là 5,76 ± 0,37 mg GAE/g CK và 39,66 ± 1,17 mg EE/g CK. Lá đạt hàm lượng TPC cao nhất ở công suất 190-210W (khoảng 9,54-9,76 mg GAE/g CK) và TSC cực đại ở 210W (173,26 ± 4,01 mg EE/g CK).

2. **Ảnh hưởng của thời gian siêu âm:** Thời gian chiết 8 phút là tối ưu cho cả ba bộ phận, với hàm lượng TPC và TSC cao hơn đáng kể so với các thời gian ngắn hơn hoặc dài hơn.

3. **So sánh giữa các bộ phận:** Lá chứa hàm lượng TPC và TSC cao nhất, lần lượt là 14,59 ± 0,50 mg GAE/g CK và 267,67 ± 5,17 mg EE/g CK, vượt trội so với rễ và thân. Rễ có hàm lượng TPC cao hơn thân nhưng TSC thấp hơn lá.

4. **Thành phần hóa học dinh dưỡng:** Lá có hàm lượng protein (11,56 ± 0,38%) và khoáng chất như magie (3287,54 ± 84,57 mg/kg) cao nhất, trong khi rễ chứa nhiều sắt (65236 ± 2130 mg/kg).

### Thảo luận kết quả

Hiệu quả chiết xuất tăng lên khi sử dụng sóng siêu âm do hiện tượng xâm thực khí làm phá vỡ cấu trúc tế bào, giúp dung môi thẩm thấu sâu hơn và tăng diện tích tiếp xúc. Công suất siêu âm quá cao có thể gây phá hủy các hợp chất sinh học, giải thích sự giảm hàm lượng TPC và TSC khi công suất vượt quá 210W. Thời gian chiết 8 phút cân bằng giữa hiệu quả chiết và tránh phân hủy hợp chất.

Kết quả cho thấy lá là bộ phận giàu phenolic và saponin nhất, trái ngược với quan niệm dân gian chỉ sử dụng rễ. Điều này mở ra hướng sử dụng toàn bộ cây xáo tam phân, tăng giá trị kinh tế và hiệu quả dược liệu. So sánh với các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng sóng siêu âm giúp tăng hàm lượng chiết xuất so với phương pháp truyền thống, đồng thời giảm thời gian và lượng dung môi sử dụng.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hàm lượng TPC và TSC theo công suất và thời gian siêu âm, cũng như bảng tổng hợp thành phần hóa học các bộ phận cây.

## Đề xuất và khuyến nghị

1. **Áp dụng công nghệ sóng siêu âm trong chiết xuất:** Khuyến khích các doanh nghiệp dược phẩm và thực phẩm chức năng sử dụng công nghệ UAE với công suất khoảng 210W, nhiệt độ 50°C và thời gian 8 phút để tối ưu hóa hàm lượng phenolic và saponin.

2. **Sử dụng toàn bộ các bộ phận của cây xáo tam phân:** Khuyến nghị khai thác lá, thân và rễ để tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu, nâng cao hiệu quả kinh tế và giảm lãng phí.

3. **Phát triển quy trình sản xuất thân thiện môi trường:** Áp dụng dung môi nước trong chiết xuất để đảm bảo an toàn thực phẩm và giảm thiểu tác động môi trường.

4. **Đào tạo và chuyển giao công nghệ:** Tổ chức các khóa đào tạo cho nông dân và nhà sản xuất về kỹ thuật chiết xuất bằng sóng siêu âm, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và giá trị gia tăng.

5. **Nghiên cứu tiếp tục về ứng dụng:** Khuyến khích nghiên cứu sâu hơn về tác dụng sinh học của các hợp chất chiết xuất từ lá và thân, mở rộng ứng dụng trong y học và thực phẩm chức năng.

## Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. **Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm:** Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp tối ưu trong chiết xuất hợp chất sinh học từ thực vật bằng công nghệ sóng siêu âm.

2. **Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng:** Tham khảo để áp dụng công nghệ chiết xuất hiệu quả, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất.

3. **Nông dân và nhà quản lý vùng trồng xáo tam phân:** Hiểu rõ giá trị các bộ phận cây, từ đó có chiến lược khai thác và bảo quản nguyên liệu phù hợp.

4. **Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp:** Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách phát triển bền vững ngành dược liệu, thúc đẩy ứng dụng công nghệ cao.

## Câu hỏi thường gặp

1. **Sóng siêu âm có ảnh hưởng đến chất lượng hợp chất chiết xuất không?**  
Sóng siêu âm giúp tăng hiệu suất chiết mà không làm giảm chất lượng hợp chất nếu sử dụng công suất và thời gian phù hợp, như công suất 210W và thời gian 8 phút.

2. **Tại sao lá xáo tam phân chứa nhiều phenolic và saponin hơn rễ?**  
Lá có cấu trúc tế bào và thành phần dinh dưỡng khác biệt, chứa nhiều khoáng chất và protein hỗ trợ tổng hợp các hợp chất sinh học, dẫn đến hàm lượng cao hơn.

3. **Có thể sử dụng dung môi nào để chiết xuất an toàn cho thực phẩm?**  
Dung môi nước được khuyến khích sử dụng vì an toàn, thân thiện môi trường và phù hợp với các sản phẩm thực phẩm chức năng.

4. **Thời gian chiết xuất tối ưu là bao lâu?**  
Thời gian 8 phút được xác định là tối ưu, cân bằng giữa hiệu quả chiết và tránh phân hủy hợp chất.

5. **Công nghệ sóng siêu âm có thể áp dụng cho các loại cây thuốc khác không?**  
Có, công nghệ này được áp dụng rộng rãi trong chiết xuất các hợp chất sinh học từ nhiều loại thực vật khác nhau nhờ hiệu quả và tính thân thiện môi trường.

## Kết luận

- Xác định được điều kiện tối ưu chiết xuất phenolic và saponin từ rễ, thân và lá xáo tam phân bằng sóng siêu âm với công suất 200-220W, nhiệt độ 47-52°C, thời gian 8 phút.  
- Lá là bộ phận chứa hàm lượng phenolic và saponin cao nhất, mở rộng hướng sử dụng toàn bộ cây.  
- Sóng siêu âm giúp tăng hiệu suất chiết, giảm thời gian và lượng dung môi so với phương pháp truyền thống.  
- Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong phát triển sản phẩm dược liệu và thực phẩm chức năng.  
- Đề xuất áp dụng công nghệ và quy trình chiết xuất tối ưu trong sản xuất, đồng thời khuyến khích nghiên cứu ứng dụng sâu hơn.

Triển khai thử nghiệm quy mô công nghiệp, đào tạo chuyển giao công nghệ và phát triển sản phẩm từ dịch chiết xáo tam phân.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỎNG QUAN 1. Đặc điểm thực vật học và sự phân bố của cây xáo tam phân Xáo tam phân có tên khoa học là Paramignya trimera (Oliv. Thuộc chi Paramignya thuộc họ Cam quýt (Rutaceae), là cây gỗ nhỏ, dạng dây leo, vỏ màu nâu vàng, thân dài trên 5m, đường kính 8-12cm. Thân và cành có nhiều gai nhọn.

Lá đơn, mép cong xuống dưới, có hình thuôn hẹp. Phién lá day có mặt trên xanh đậm, mặt dưới nhạt. Phần gỗ của thân hơi cứng, màu vàng. Phần gỗ của rễ màu đậm hơn.

Các bộ phận của cây đều chứa tinh dầu, nhiều nhất ở rễ, có mùi thơm dịu. Cây có hoa màu trắng, tuy nhiên rất ít khi ra hoa sau khi hoa rụng sẽ hình thành quả. Cây xáo tam phân (Paramignya trimera (Oliv.) Burkill) (Kim Huong., 2023) Xáo tam phan được trồng và tìm thay nhiều chủ yếu ở 2 tinh là Khanh Hòa va Phú Yên. Theo phân loại thực vật học trên cơ sở dữ liệu thực vật học (theplantlist.org), cho thay Paramignya có nhiều loài và ước tính khoảng 30 loài.

Hiện nay, các loài được nghiên cứu về thành phan hóa học va tác dụng sinh học nhiều nhất là P. scandens vì các thuộc tính hóa sinh nỗi trội mà nó mang lại. Ở Việt Nam có hơn 18 nghiên cứu về xáo tam phân (P. Các hoạt tính sinh học của xáo tam phan Xáo tam phân chứa nhiều hợp chất quan trọng như coumarin, tirucallane, saponin, alkaloids, flavonoid và nhiều hợp chất khác có giá trị cao trong thực phẩm và dược phẩm.

Các nghiên đã cho thấy hoạt tính bảo vệ gan của chiết xuất methanolic thô từ rễ xáo tam phân (M. Nguyen cùng cộng sự., 2013), khả năng chống viêm của Coumarin (2 H -chromen-2-one) phân lập từ than (Tuan Anh cùng cộng sự., 2017) và hoạt tinh ức chế trên enzym D-glucosidase liên quan đến bệnh tiêu đường của acridone và coumarin có nguồn gốc từ rễ cây xáo tam phân (Dang cùng cộng sự. Đặc biệt, phần n-hexanvà ostruthin từ chiết xuất methanolic thé hiện hoạt tính mạnh chống lại ung thư biểu mô tế bào gan (Hep-G2), các đòng tế bào ung thư biểu mô cổ tử cung ở người (HeLa) với giá trị IC50 tương ứng là 39,61 và 5,36 wg / mL, chống ung thư biểu mô ruột kết ở người (HCTI 16), ung thư vú ở người (MDA-MB- 231), ung thư buồng trứng ở người (OVCAR-8) (Pham cùng cộng sự., 2013), và một hợp chất riêng lẻ được phân lập từ xáo tam phân là ostruthin (6- (3,7-dimethyl-2,6- octadienyl) 7- hydroxy-2H- 1-benzopyran-2-one). Ostruthin thé hiện hoạt động mạnh mẽ chống lại các dòng tế bào ung thư tuyến tụy (Li cùng cộng sự.

Một số hợp chất có hoạt tính sinh học ở các vị trí của cây xáo tam phân. : 8 Vị trí trên câ Nhóm Một số hợp chất : Xi xáo tam phần Coumarin Xanthyletin, Pandanusin A, Xanthyletin, Chủ yếu ở rễ Ostruthin, 6-(7-Hydroperoxy-3,7-dimethyl octa-2,5-dienyl)-7-hydroxycoumarin. Tirucallane va Deoxyflindissone, Paramignyol (A, B), Ré và lá saponin tirucallane Paramignyosides (A, B, C, D, E),. Alkaloids Glycocitrine-III, Paratrimerin (C, D, G, H), Ré va than 5-hydroxynoracronycin,.

Flavonoid Amoradicin, Carpachromene, 3-methoxy Chủ yếu ở thân carpachromene, Atripliside B,. Các hợp chất khac Methyl trans-sinapate, Dipterocarpol, Các vị trí Demethylsuberosin,. (Nguôn: Đặng Thị Kim Thúy cùng cộng sự., 2018; Trịnh Hoàng Dương cùng cộng sự., 2016; và Lê Hoàng Tuán Anh cùng cộng sự. Khả năng chống oxi hóa của xáo tam phân Quá trình oxi hóa trong hệ thống sinh học liên quan trực tiếp đến oxy, được coi là chất nhận điện tử quan trọng nhất dẫn đến sự hình thành oxy hoạt tính và các sốc tự do (Naumovski, 2014; V.

Nguyen cùng cộng sự. Trong quá trình oxi hóa có hai loại phan ứng chính, bao gồm loại oxy phản ứng (Maione cùng cộng sự. 2016) như superoxide anion (*O); và loại các gốc tự do: hydroxyl (*OH), peroxyl (ROO»*) và alkoxyl (RO»), hydro peroxide (H2O2), hydroperoxide hữu cơ (ROOH) và oxy nhóm đơn (Ok- 2); và các loại nito phan ứng (RNS) như oxit nitric (NO»), peroxynitrite (ONOO-), axit peroxynitrous (ONOOH) và nito dioxit (NO2), các gốc tự do này có thé tấn công các đại phân tử sinh học, tao ra tế bao, protein, lipid , axit nucleic khuyết và gây tốn thương DNA; lão hóa tế bao; và các bệnh bắt nguồn từ stress oxy hóa, chăng hạn như bệnh tim mạch, tiêu đường, thoái hóa thần kinh và ung thư. Vì vậy, chống oxi hóa là quá trình quan trọng dé cân bang, bảo vệ tế bao giúp ngăn chặn các phản ứng dây chuyền của gốc tự do trong quá trình oxy hóa hoặc ngăn chặn giai đoạn khởi đầu và lan truyền của quá trình oxi hóa làm chấm dứt quá trình xảy ra trong tế bào (Doughari, 2012).

Dé phản ứng và trì hoãn quá trình oxy hóa thi cách tối ưu được nhiều nghiên cứu quan tâm là sử dụng các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên, được chiết xuất, phân lập và tinh chế từ các nguyên liệu thực vật. Xáo tam phân đang được xem là loài thực vật chứa rất nhiều hợp chất sinh học có tác dụng chống oxi hóa cao như phenoilic, flavonoid, saponin, anthocyani, và các hợp chất khác. Khả năng kháng ung thư của xáo tam phan Khả năng chống lại tế bào ung thư của xáo tam phân được thể hiện rõ nét ở thành phan saponin. Vì saponin là một trong những thành phan quan trọng được tìm thấy trong xáo tam phân chiếm hàm lượng cao.

Có rất nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng saponin có tính chống ung thư, chống gây đột biến ở tế bào ở cơ thé. Có hơn 11 loại saponin được phân biệt bao gồm dammaranes, tirucallanes, lupanes, hopanes, oleananes, taraxasteranes, ursanes, cycloartanes, lanostanes, cucurbitanes va steroid (Man cùng cộng sự. Do sự khác biệt về cấu trúc saponin, vi trí và sỐ lượng gốc đường được gắn bởi liên kết glycosid ở các vị trí khác nhau của các vòng có thể ảnh hưởng đặc trưng đến các phản ứng sinh học, đặc biệt là đối với hoạt động chống ung thư. Một số saponin đặc biệt có tác dụng chống ung thư mạnh cũng đã được tìm thay như: Ginsenosides, thuộc ho dammaranes, đã được phat hiện là có lợi trong việc ức chế sự hình thành mạch khối u bằng cách ức chế chất cảm ứng của nó trong các tế bào nội mô của mạch máu, và sau đó ngăn chặn sự kết đính, xâm 14n và di căn của các tế bảo khối u.

Dioscin, một trong những saponin steroid, và aglycone diosgenin của nó cũng đã được nghiên cứu rộng rãi về tác dụng chống ung thư của nó bằng cách ngăn chặn và làm chết chu kỳ tế bào (Man cùng cộng sự. Khái niệm sóng siêu 4m Siêu âm là một công nghệ tiên tiến hiện này được ứng dụng trong cả y học và thực phẩm. Sóng siêu âm được định nghĩa là sóng âm cao hơn sóng mà tai người có thé phát hiện được (20 kHz). Phan lớn các nghiên cứu đều áp dụng tan số sóng trong khoảng từ 20 kHz đến 40 kHz.

20Hz 20kHz 2MHz 200MHz Sóng hạ âm Âm thanh Sóng siêu âm Hình 1. Các ngưỡng tần số sóng âm (Nguôn: https://skymen.vn/may-rua-song-sieu-am/) Phụ thuộc vao tan số và biên độ sử dụng, sóng siêu âm được áp dụng trong một số hiệu ứng vật lý, hóa học và sinh hóa và trong nhiều ứng dụng khác nhau (Knorr cùng cộng sự. Trong trường hợp chế biến thực phẩm, các tác động của sóng âm nói chung là tích cực chúng có thể được áp dụng dé tăng cường chat lượng và an toan thực phẩm. Pham vi âm thanh được sử dụng được chia thành siêu âm tần số cao, cường độ thấp (> 1 MHz, <1 Wem-2) và siêu âm tan số thấp, cường độ cao (20-100 kHz với 10-1000 Wem-2) còn được gọi là siêu âm điện.

Cả hai loại đều hữu ích trong công nghệ thực phẩm. Sóng âm ở tầng số cao cường độ thấp được sử dụng dé phân tích hoặc mô tả đặc tính của các hợp chất trong khi sóng âm tan sé thấp cường độ cao có thê được sử dụng dé sửa đôi câu trúc tê bào va trong một sô quá trình khác như ức chế bọt, nhũ tương hóa, ức chế hoặc hoạt hóa các enzym và kết tinh (Mason cung cộng su. Vậy nên hiện nay siêu âm là một công nghệ tiên tiến được ứng dung rộng rải trong cả y học và thực phẩm. Bảng tóm tắt một số nghiên cứu trích ly các hoạt chất sinh học có sự hỗ trợ của sóng siêu âm.

Nghiên cứu Kết quả Tác giả Tối ưu hóa chiết xuất phenol và Hàm lượng polyphenol (axit chlorogen thu (Pandey các hợp chất chống oxy hóa từ được 26,68 mg/g thân rễ dw) và hoạt tính cùng thân rễ của Đại hoàng chân vịt chống oxy hóa bị ảnh hưởng đáng ké ở các cộng sự. siêu âm (UAE) sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) Tối ưu hóa quá trình chiết xuất So sánh giữa phương pháp chiết xuất có hỗ (Majd hợp chat phenolic từ lá cây bìm trợ siêu âm (UAE) (TPC 152 cùng bịp (Phlomidoschema mgGAE/gDM; EC50 0.48 mg/ml) va cộng su., phương pháp chiết xuất phương pháp ngâm parviflorum) có su hỗ trợ của 2014) sóng siêu âm kết hợp phương dầm /Maceration extraction (TPC 10,5 pháp bề mặt đáp ứng (RSM) mgGAE/gDM; EC50 0,63 mg/ml) cho thay chiết xuất bằng sóng siêu âm trích ly được phenolic tốt hơn. Tối ưu hóa và nghiên cứu động Kết quả của việc chiết xuất với sự hỗ trợ (Hadidi học của việc chiết xuất tổng của siêu âm thu được hiệu suất saponin toàn cùng saponin có sự hỗ trợ của siêu âm phần và khả năng tiếp cận sinh học lần lượt cộng su., từ cỏ linh lăng (Medicago sativa) là 1,61 và 18,6%. Hằng số tốc độ năng suất 2020) và khả năng tiếp cận sinh học của cho quá trình chiết siêu âm gần gấp hai lần nó bằng cách sử dụng phương so với phương pháp hồi lưu nhiệt.

pháp bề mặt đáp ứng. Tối ưu hóa việc chiết xuất hàm Chiết xuất tối ưu có sự hỗ trợ của sóng siêu (Moussa lượng phenolic-saponin từ thân rễ âm cho thấy TPC, TEAC và TAC cao hơn cùng Carthamus caeruleus L. với sự hỗ phương pháp khác với kết quả tương ứng cộng su., trợ của sóng siêu âm đối với và lần lượt là 31,84 + 0,248 , 237,95 + 0,771 2022) mô hình dự đoán dựa trên hồi quy và 38,928 + 0,548. Và IC50 là 0,276 + vectơ hỗ trợ được tối ưu hóa bằng 0,001 mg/mL và 0,069 + 0,0005 mg/mL và thuật toán chuồn chuồn 0,159 + 0,008 mg/mL tương ứng.

Điều này cho thấy việc sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ trong chiết xuất mang lại hiệu quả cao. Nguyên lý hoạt động của sóng siêu 4m 1. Hiện tượng xâm thực khí \ j Hình 1. Mô tả hiện tượng xâm thực khí (Gautam Chaudhary, Engineer India Limited 2018) Khi sóng siêu âm được truyền trong môi trường chất long, sẽ hình thành các chu trình kéo và nén liên tiếp nhau.