Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu phương pháp xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin trong rau củ quả

• Tác giả: Vũ Thị Trang
• Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Hồng Hảo
• Trường học: Trường đại học khoa học tự nhiên
• Chuyên ngành: Hóa phân tích
• Đề tài: Nghiên cứu phương pháp xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin trong rau, củ, quả
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu về chất chống oxy hóa
• 1.2. Tổng quan về anthocyanin và anthocyanidin
• 1.3. Cấu trúc hóa học
• 1.4. Tính chất sinh lý thực vật của anthocyanin
• 1.5. Tính chất hóa học của anthocyanin và anthocyanidin. Tác dụng của anthocyanin
• 1.6. Sự phân bố của anthocyanin trong thực vật
• 1.7. Các phương pháp xác định anthocyanin và anthocyanidin
• 1.7.1. Phương pháp phổ hấp thụ phân tử UV - Vis
• 1.7.2. Phương pháp điện di mao quản
• 1.7.3. Phương pháp sắc ký lỏng
• 1.8. Các phương pháp xử lý mẫu phân tích anthocyanin và anthocyanidin
• 1.8.1. Phương pháp mặt mục tiêu tìm điều kiện tối ưu trong phân tích
• 1.8.2. Phương pháp mặt mục tiêu tìm điều kiện tối ưu cho quá trình tách sắc ký lỏng
• 1.8.3. Phương pháp mặt mục tiêu tìm điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý mẫu xác định anthocyanidin
• 1.9. Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa
• 1.9.1. Phương pháp ứng dụng phản ứng khử gốc tự do DPPH
• 1.9.2. Phương pháp ứng dụng phản ứng ức chế gốc tự do NO
• 1.9.3. Phương pháp ứng dụng phản ứng khử màu cation gốc tự do ABTS
• 1.9.4. Phương pháp ứng dụng phản ứng khử phức sắt
• 1.9.5. Phương pháp ứng dụng khả năng tạo phức FTC
• 1.9.6. Phương pháp ứng dụng việc xác định tổng năng lực khử
• 1.10. Kết luận chung phần tổng quan
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất, chất chuẩn
• 2.1.1. Thiết bị và dụng cụ
• 2.1.2. Hóa chất, chất chuẩn
• 2.2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
• 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện phân tích của hệ HPLC-DAD xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin kết hợp sử dụng UPLC-MS/MS để nhận biết
• 3.1.1. Khảo sát sơ bộ một số điều kiện phân tích HPLC-DAD để xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin
• 3.1.2. Tối ưu hóa điều kiện HPLC-DAD xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin theo phương pháp mặt mục tiêu (RSM)
• 3.1.3. Tối ưu hóa điều kiện UPLC-MS/MS để nhận biết đồng thời 6 anthocyanin và 6 anthocyanidin
• 3.1.4. Tối ưu hóa điều kiện chiết các anthocyanin và anthocyanidin từ nền mẫu rau, củ, quả
• 3.1.4.1. Khảo sát điều kiện chiết các anthocyanin
• 3.1.4.2. Khảo sát điều kiện tối ưu để thủy phân anthocyanin thành anthocyanidin
• 3.1.4.3. Tối ưu hóa quy trình chiết anthocyanidin bằng phương pháp mặt mục tiêu (RSM)
• 3.2. Thẩm định phương pháp xác định các anthocyanin và anthocyanidin bằng HPLC-DAD
• 3.2.1. Khoảng tuyến tính và đường chuẩn
• 3.2.2. Giới hạn phát hiện (MDL) và giới hạn định lượng (MQL) của phương pháp
• 3.2.3. Đánh giá độ lặp lại
• 3.2.4. Đánh giá độ đúng
• 3.3. Phân tích hàm lượng anthocyanin, anthocyanidin trong một số mẫu rau, củ, quả và bước đầu thử hoạt tính chống oxy hóa của chúng
• 3.3.1. Phân tích hàm lượng anthocyanin, anthocyanidin trong một số mẫu rau, củ, quả
• 3.3.2. Thử hoạt tính chống oxy hóa của anthocyanin, anthocyanidin và một số mẫu rau, củ, quả
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về phương pháp xác định anthocyanin và anthocyanidin

Nghiên cứu về phương pháp xác định anthocyanin và anthocyanidin trong rau củ quả đang trở thành một lĩnh vực quan trọng trong hóa học phân tích. Anthocyanin và anthocyanidin là những hợp chất tự nhiên có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe con người. Việc xác định chính xác hàm lượng của chúng trong thực phẩm không chỉ giúp đánh giá chất lượng sản phẩm mà còn cung cấp thông tin về lợi ích sức khỏe của các loại rau củ quả.

1.1. Định nghĩa và vai trò của anthocyanin và anthocyanidin

Anthocyanin là một nhóm hợp chất flavonoid, tạo màu cho nhiều loại thực vật. Chúng có khả năng chống oxy hóa, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. Anthocyanidin là dạng aglycon của anthocyanin, có cấu trúc hóa học tương tự nhưng không có gốc đường. Việc hiểu rõ về cấu trúc và chức năng của chúng là cần thiết để phát triển các phương pháp phân tích hiệu quả.

1.2. Tầm quan trọng của việc xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin

Việc xác định đồng thời cả anthocyanin và anthocyanidin giúp cung cấp cái nhìn toàn diện về thành phần hóa học của thực phẩm. Điều này không chỉ hỗ trợ trong việc đánh giá chất lượng mà còn giúp nghiên cứu tác dụng sinh học của các hợp chất này. Các phương pháp phân tích hiện đại cho phép thực hiện điều này một cách chính xác và hiệu quả.

II. Thách thức trong việc xác định anthocyanin và anthocyanidin

Mặc dù có nhiều phương pháp phân tích, việc xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin vẫn gặp nhiều thách thức. Sự đa dạng về cấu trúc và tính chất hóa học của các hợp chất này làm cho việc phát hiện và định lượng trở nên phức tạp. Hơn nữa, các yếu tố như pH, nhiệt độ và thời gian chiết xuất có thể ảnh hưởng đến kết quả phân tích.

2.1. Sự đa dạng trong cấu trúc của anthocyanin và anthocyanidin

Có hơn 600 loại anthocyanin đã được phát hiện, nhưng chúng được tạo thành từ 23 loại anthocyanidin chính. Sự đa dạng này tạo ra những thách thức lớn trong việc phát hiện và định lượng chính xác các hợp chất này trong mẫu thực phẩm.

2.2. Ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến kết quả phân tích

Các yếu tố như pH, nhiệt độ và thời gian chiết xuất có thể ảnh hưởng lớn đến hàm lượng anthocyanin và anthocyanidin trong mẫu. Việc tối ưu hóa các điều kiện này là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích.

III. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC trong xác định anthocyanin

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là một trong những kỹ thuật phổ biến nhất để xác định anthocyanin và anthocyanidin. HPLC cho phép tách biệt các hợp chất này một cách hiệu quả, giúp nâng cao độ chính xác trong việc định lượng. Kết hợp với detector mảng diod (DAD), phương pháp này có thể cung cấp thông tin chi tiết về các hợp chất trong mẫu.

3.1. Nguyên lý hoạt động của HPLC trong phân tích anthocyanin

HPLC hoạt động dựa trên nguyên lý tách biệt các hợp chất dựa trên sự tương tác giữa chúng với pha tĩnh và pha động. Các hợp chất sẽ được tách ra và phát hiện bởi detector, cho phép xác định hàm lượng của từng loại anthocyanin và anthocyanidin.

3.2. Tối ưu hóa điều kiện HPLC để xác định đồng thời

Việc tối ưu hóa các điều kiện như áp suất, tốc độ dòng và thành phần pha động là rất quan trọng để đạt được kết quả tốt nhất. Sử dụng phương pháp quy hoạch hóa thực nghiệm bậc hai có thể giúp tìm ra các điều kiện tối ưu cho quá trình phân tích.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp HPLC-DAD có thể xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin trong nhiều loại rau củ quả khác nhau. Các mẫu được phân tích cho thấy hàm lượng anthocyanin và anthocyanidin có sự khác biệt rõ rệt, điều này cho thấy sự phong phú của các hợp chất này trong thực phẩm tự nhiên.

4.1. Phân tích hàm lượng anthocyanin trong các mẫu rau củ

Các mẫu rau củ như nho, việt quất và dâu tây cho thấy hàm lượng anthocyanin cao, cho thấy tiềm năng của chúng trong việc cung cấp chất chống oxy hóa cho cơ thể. Kết quả này có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng.

4.2. Thử nghiệm hoạt tính chống oxy hóa của anthocyanin

Các thử nghiệm cho thấy anthocyanin có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng từ rau củ quả giàu anthocyanin.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu về phương pháp xác định đồng thời anthocyanin và anthocyanidin trong rau củ quả đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực hóa học phân tích. Việc phát triển các phương pháp phân tích chính xác sẽ giúp nâng cao chất lượng thực phẩm và bảo vệ sức khỏe con người. Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để cải thiện các phương pháp phân tích và khám phá thêm nhiều loại anthocyanin mới.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực anthocyanin

Cần tiếp tục nghiên cứu để phát hiện thêm nhiều loại anthocyanin mới và xác định các điều kiện tối ưu cho việc chiết xuất và phân tích chúng. Điều này sẽ giúp mở rộng cơ sở dữ liệu về anthocyanin trong thực phẩm.

5.2. Ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu trong ngành thực phẩm

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong ngành thực phẩm để phát triển các sản phẩm chức năng, giúp nâng cao sức khỏe cộng đồng. Việc sử dụng rau củ quả giàu anthocyanin sẽ góp phần cải thiện chế độ dinh dưỡng cho người tiêu dùng.