Luận văn thạc sĩ: Tối ưu điều kiện trích ly hợp chất chống oxy hóa từ lá vối

Nghiên cứu tối ưu trích ly hợp chất chống oxy hóa từ lá vối trong luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm, mang lại ứng dụng tiềm năng.

• Tác giả: Nguyễn Chí Thành
• Người hướng dẫn: GS. Đống Thị Anh Đào
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên Cứu Tối Ưu Trích Ly Hợp Chất Chống Oxy Hóa Từ Lá Vối
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: LỜI MỞ ĐẦU
• 1.1. Các nội dung của đề tài gồm có
• 1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Nội dung nghiên cứu gồm
• 2. CHƯƠNG II: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về cây vối
• 2.2. Phân loại khoa học
• 2.3. Khái quát về họ Sim Myrtaceae
• 2.4. Tổng quan về chi Cleistocalyx
• 2.5. Tìm hiểu chung về cây vối
• 2.6. Mô tả thực vật
• 2.7. Phân bố sinh thái
• 2.8. Ứng dụng của cây vối
• 2.9. Thành phần hóa học của cây vối
• 2.10. Hoạt tính sinh học của lá và nụ vối
• 2.11. Giới thiệu về polyphenol
• 2.12. Những công trình nghiên cứu về cây vối
• 2.13. Những sản phẩm từ cây vối hiện đang có trên thị trường
• 3. CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất, dung môi
• 3.2. Hóa chất, dung môi
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu. Quy trình trích ly dịch lá vối
• 3.4. Phương pháp thiết kế thí nghiệm
• 3.5. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình chần
• 3.6. Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ chần
• 3.7. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần
• 3.8. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung môi
• 3.9. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly
• 3.10. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly
• 3.11. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi
• 3.12. Khảo sát ảnh hưởng của pH
• 3.13. Khảo sát điều kiện tối ưu hóa quá trình trích ly Flavonoid trong lá vối
• 3.14. Ứng dụng Bột sấy phun dịch trích để bổ sung hoạt chất cho nước giải khát hương cam
• 3.15. Xác định hoạt tính chống oxy hóa của nước giải khát hương cam
• 3.16. Theo dõi sự biến đổi hàm lượng TFC và hoạt tính chống oxy hóa theo thời gian bảo quản
• 3.17. Các phương pháp phân tích
• 3.17.1. Phương pháp xác định độ ẩm nguyên liệu
• 3.17.2. Phương pháp xác định hàm lượng flavonoid tổng
• 3.17.3. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa
• 3.17.4. Phương pháp xử lí số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả đo một số thành phần trong nguyên liệu lá vối
• 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của các thông số của các quá trình đến hàm lượng flavonoid và khả năng kháng oxy hóa của dịch trích ly
• 4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chần
• 4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần
• 4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ethanol
• 4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly
• 4.2.5. Khảo sát ảnh hưởng thời gian trích ly
• 4.2.6. Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ dung môi và nguyên liệu
• 4.2.7. Khảo sát ảnh hưởng của pH
• 4.3. Tối ưu hóa điều kiện trích ly
• 4.3.1. Kết quả bố trí quy hoạch thực nghiệm tối ưu hóa quá trình trích ly Flavonoid từ lá vối
• 4.3.2. Tối ưu hóa điều kiện trích ly và xác định mô hình thực nghiệm
• 4.3.3. Kiểm tra sự tương thích giữa mô hình và thực nghiệm
• 4.3.4. Sấy phun thu được bột lá vối
• 4.3.5. Kết quả kiểm nghiệm an toàn thực phẩm
• 4.4. Ứng dụng chất màu vàng thực phẩm từ lá vối trong sản nước giải khát hương cam
• 5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• Tài liệu tham khảo
• PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
• PHỤ LỤC 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc tối ưu hóa quá trình trích ly hợp chất chống oxy hóa từ lá vối (Cleistocalyx operculatus). Các hợp chất tự nhiên như flavonoid có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe con người nhờ vào khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Tác động của các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung môi và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến quá trình trích ly hợp chất được khảo sát để xác định điều kiện tối ưu. Việc tìm kiếm và tối ưu hóa các điều kiện này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả thu nhận flavonoid mà còn có thể ứng dụng trong công nghệ thực phẩm để bảo quản và tạo màu tự nhiên cho sản phẩm.

1.1. Ý nghĩa của flavonoid

Flavonoid là một nhóm hợp chất thiên nhiên phổ biến trong thực vật, có khả năng chống oxy hóa và kháng khuẩn. Chúng có mặt trong nhiều loại thực phẩm và có tác dụng tích cực đối với sức khỏe con người, giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính. Nghiên cứu chỉ ra rằng, việc bổ sung flavonoid vào chế độ ăn uống có thể cải thiện sức khỏe tim mạch và hỗ trợ hệ miễn dịch. Do đó, việc tối ưu hóa quy trình trích ly hợp chất từ lá vối sẽ mở ra cơ hội mới trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược phẩm.

II. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu được thực hiện thông qua việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly hợp chất từ lá vối. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, nồng độ dung môi và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu được điều chỉnh để xác định điều kiện tối ưu. Phân tích hóa học được thực hiện để đánh giá hàm lượng flavonoid và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết. Kết quả thu được từ các thí nghiệm sẽ được phân tích bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) nhằm tối ưu hóa điều kiện trích ly và nâng cao hiệu quả thu nhận.

2.1. Thiết kế thí nghiệm

Thiết kế thí nghiệm bao gồm việc bố trí các thí nghiệm theo phương pháp bề mặt đáp ứng với 27 thí nghiệm được thực hiện. Mỗi thí nghiệm sẽ kiểm tra ảnh hưởng của từng yếu tố đến hàm lượng flavonoid trong dịch chiết. Kết quả sẽ được phân tích thống kê để xác định mối quan hệ giữa các yếu tố và hàm lượng flavonoid, từ đó xây dựng mô hình tối ưu cho quy trình trích ly hợp chất.

III. Kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy, điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly hợp chất từ lá vối là sử dụng dung môi ethanol 60% với nhiệt độ 71°C và thời gian trích ly 59 phút. Dưới điều kiện này, hàm lượng flavonoid đạt được là 53,73 mg RE/g chất khô, với hoạt tính chống oxy hóa cao. Điều này chứng tỏ rằng việc tối ưu hóa các yếu tố trong quy trình trích ly là rất cần thiết để nâng cao hiệu quả thu nhận các hợp chất có lợi cho sức khỏe.

3.1. Ứng dụng trong thực phẩm

Sau khi tối ưu hóa quy trình, dịch chiết flavonoid từ lá vối được sấy phun và ứng dụng vào sản phẩm nước giải khát. Kết quả cho thấy, sản phẩm này không chỉ có khả năng bảo quản tốt mà còn tạo màu tự nhiên, thay thế cho các phụ gia tổng hợp. Việc ứng dụng các hợp chất tự nhiên vào sản xuất thực phẩm không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng hiện đại mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

IV. Kết luận và khuyến nghị

Nghiên cứu đã xác định được các điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly hợp chất chống oxy hóa từ lá vối. Những kết quả này có thể được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm để phát triển các sản phẩm mới có lợi cho sức khỏe. Đề xuất cho các nghiên cứu tiếp theo là mở rộng khảo sát với các nguyên liệu khác và ứng dụng thực tiễn trong sản xuất thực phẩm chức năng.

4.1. Định hướng nghiên cứu tiếp theo

Để nâng cao giá trị của lá vối trong ngành thực phẩm, cần tiến hành các nghiên cứu sâu hơn về các hợp chất khác có trong cây cũng như khả năng tương tác của chúng trong các sản phẩm thực phẩm. Việc phát triển các sản phẩm mới từ nguyên liệu tự nhiên sẽ không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh hiện nay, các hợp chất chống oxy hóa tự nhiên ngày càng được quan tâm do vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe con người và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Stress oxy hóa, nguyên nhân chính gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng như ung thư, xơ cứng động mạch, suy giảm miễn dịch, đã thúc đẩy nhu cầu tìm kiếm các chất chống oxy hóa hiệu quả từ nguồn thực vật. Lá vối (Cleistocalyx operculatus), một loại cây thân quen ở Việt Nam, chứa hàm lượng flavonoid cao – nhóm hợp chất polyphenol có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ. Nghiên cứu nhằm tối ưu hóa điều kiện trích ly các hợp chất flavonoid từ lá vối tươi, sử dụng hệ dung môi ethanol-nước, với mục tiêu thu nhận hàm lượng flavonoid tổng cao nhất và hoạt tính chống oxy hóa tối ưu.

Phạm vi nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Bách Khoa, TP. Hồ Chí Minh, trong khoảng thời gian từ tháng 9/2021 đến tháng 6/2022. Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ như nhiệt độ, thời gian trích ly, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nồng độ ethanol và pH đến hiệu quả trích ly flavonoid. Kết quả không chỉ góp phần nâng cao hiệu quả thu hồi flavonoid từ lá vối mà còn ứng dụng bột sấy phun dịch trích vào bảo quản và tạo màu tự nhiên cho nước giải khát hương cam, mở ra hướng phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng và dược liệu từ nguồn nguyên liệu bản địa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Phản ứng oxy hóa-khử và vai trò của polyphenol: Polyphenol, đặc biệt flavonoid, có khả năng tạo phức với ion kim loại và nhận gốc tự do, từ đó ngăn chặn quá trình oxy hóa gây hại tế bào. Flavonoid có cấu trúc khung cacbon C6-C3-C6, gồm các nhóm như flavanol, flavon, anthocyanin, đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính sinh học chống oxy hóa.

• Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM): Đây là kỹ thuật tối ưu hóa đa biến, giúp xác định điều kiện tối ưu của quá trình trích ly flavonoid bằng cách xây dựng mô hình toán học đa thức bậc hai, mô tả ảnh hưởng của các biến độc lập (nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nồng độ ethanol) đến biến phụ thuộc (hàm lượng flavonoid).

• Enzyme polyphenol oxidase (PPO) và quá trình chần: PPO là enzyme xúc tác oxy hóa polyphenol, gây giảm hàm lượng flavonoid. Quá trình chần nhằm bất hoạt PPO, bảo vệ flavonoid trong nguyên liệu trước khi trích ly.

Các khái niệm chính bao gồm: flavonoid tổng (TFC), hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu (DM/NL), pH dịch trích ly, và các chỉ số tương đương rutin (RE) và trolox (TE).

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Lá vối tươi được thu hoạch tại vườn trồng ở Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh, chọn lọc kỹ càng, bảo quản lạnh 5-7°C trước khi thí nghiệm.

• Thiết bị và hóa chất: Sử dụng máy đo quang phổ PerkinElmer, bể điều nhiệt, máy sấy phun, dung môi ethanol, các hóa chất chuẩn Trolox, DPPH, Rutin.

• Quy trình nghiên cứu:

  • Làm sạch, chần lá vối ở nhiệt độ và thời gian khác nhau để bất hoạt enzyme PPO.
  • Xay nhỏ nguyên liệu để tăng diện tích tiếp xúc.
  • Trích ly flavonoid bằng dung môi ethanol-nước với các biến số: nhiệt độ trích ly (40-90°C), thời gian (10-80 phút), tỷ lệ DM/NL (1:6 đến 1:11 g/ml), nồng độ ethanol (40-80% v/v), pH (4.0-6.5).
  • Lọc dịch chiết và xác định hàm lượng flavonoid tổng bằng phương pháp tạo phức màu với Al3+ đo quang phổ ở bước sóng 415 nm.
  • Đánh giá hoạt tính chống oxy hóa qua phương pháp DPPH.
  • Tối ưu hóa điều kiện trích ly bằng mô hình CCRD (Central Composite Rotatable Design) với 27 thí nghiệm, phân tích dữ liệu bằng phần mềm Design Expert 12.
  • Ứng dụng bột flavonoid sấy phun vào nước giải khát hương cam, theo dõi biến đổi hoạt tính chống oxy hóa trong 30 ngày bảo quản ở 5-10°C.

• Phân tích số liệu: Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, sử dụng phân tích phương sai ANOVA với mức ý nghĩa 5% để đánh giá sự khác biệt, kiểm tra độ phù hợp mô hình bằng hệ số R².

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần: Nhiệt độ chần 90°C trong 30 giây cho hàm lượng flavonoid tổng (TFC) đạt 27,53 mg RE/g chất khô, tăng 193,5% so với mẫu không chần (14,23 mg RE/g). Hoạt tính chống oxy hóa DPPH tăng 202,8%, đạt 679,91 µmol TE/g chất khô. Nhiệt độ chần cao hơn 90°C làm giảm TFC và DPPH do phân hủy flavonoid.

2. Tối ưu hóa điều kiện trích ly: Mô hình RSM cho thấy điều kiện tối ưu là ethanol 60% (v/v), nhiệt độ trích ly 71°C, thời gian 59 phút, tỷ lệ DM/NL 1:8 (g/ml). Dịch chiết thu được có hàm lượng flavonoid tổng 53,73 ± 0,045 mg RE/g chất khô và hoạt tính chống oxy hóa DPPH 922,86 µmol TE/g chất khô, tương thích cao với mô hình (R² = 0,9503).

3. Ảnh hưởng các yếu tố khác: Nồng độ ethanol và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất trích ly flavonoid. pH dịch trích ly trong khoảng 5,6 là phù hợp nhất để duy trì hoạt tính chống oxy hóa.

4. Ứng dụng bột flavonoid sấy phun: Sau khi bổ sung maltodextrin và sấy phun ở 150°C, bột flavonoid được thêm vào nước giải khát hương cam. Sau 30 ngày bảo quản ở 5-10°C, hoạt tính chống oxy hóa còn lại 84,4 µmol TE/g chất khô nguyên liệu, chứng tỏ khả năng bảo quản và tạo màu tự nhiên hiệu quả.

Thảo luận kết quả

Quá trình chần ở 90°C giúp bất hoạt enzyme PPO, ngăn ngừa oxy hóa flavonoid, đồng thời làm mềm mô thực vật, tăng khả năng khuếch tán dung môi, từ đó nâng cao hàm lượng flavonoid thu nhận. Kết quả này phù hợp với các nghiên cứu về bất hoạt PPO trong nho, táo và các loại quả khác, cho thấy nhiệt độ và thời gian chần cần được kiểm soát chặt chẽ để tránh phân hủy hợp chất.

Mô hình RSM với thiết kế CCRD cho phép xác định chính xác vùng tối ưu của các biến số, giúp tăng hiệu quả trích ly flavonoid lên gần gấp đôi so với điều kiện ban đầu. Việc sử dụng ethanol 60% vừa đảm bảo khả năng hòa tan flavonoid vừa an toàn cho ứng dụng thực phẩm.

Ứng dụng bột flavonoid sấy phun vào nước giải khát không chỉ tạo màu vàng tự nhiên mà còn tăng cường hoạt tính chống oxy hóa, góp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Dữ liệu theo dõi hoạt tính chống oxy hóa qua 30 ngày cho thấy sự ổn định tương đối của flavonoid trong môi trường thực phẩm, mở ra tiềm năng phát triển sản phẩm chức năng từ lá vối.

Các biểu đồ thể hiện sự tăng giảm hàm lượng flavonoid và hoạt tính DPPH theo từng yếu tố trích ly sẽ minh họa rõ nét ảnh hưởng của từng biến số, hỗ trợ việc lựa chọn điều kiện tối ưu.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình chần ở 90°C trong 30 giây để bất hoạt enzyme PPO, bảo vệ flavonoid trong nguyên liệu lá vối trước khi trích ly, nhằm tăng hiệu suất thu hồi flavonoid và hoạt tính chống oxy hóa.

2. Tối ưu hóa quy trình trích ly flavonoid với dung môi ethanol 60% (v/v), nhiệt độ 71°C, thời gian 59 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:8 (g/ml) để đạt hàm lượng flavonoid cao nhất, áp dụng trong sản xuất quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp.

3. Phát triển sản phẩm bột flavonoid sấy phun từ dịch chiết lá vối, sử dụng maltodextrin làm chất mang, sấy phun ở 150°C, áp lực 1 bar, tốc độ dòng 50 ml/phút, nhằm tạo nguyên liệu đầu vào cho ngành thực phẩm chức năng và đồ uống.

4. Khuyến nghị bảo quản sản phẩm chứa flavonoid ở nhiệt độ 5-10°C để duy trì hoạt tính chống oxy hóa trong thời gian dài, tối thiểu 30 ngày, đảm bảo chất lượng và hiệu quả sinh học của sản phẩm.

5. Khuyến khích nghiên cứu tiếp tục mở rộng về ứng dụng flavonoid lá vối trong các sản phẩm thực phẩm và dược liệu, đồng thời đánh giá tác động sinh học in vivo để phát triển sản phẩm có giá trị cao hơn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và mô hình tối ưu hóa quy trình trích ly flavonoid, hỗ trợ phát triển đề tài liên quan đến chiết xuất hợp chất sinh học từ thực vật.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và đồ uống: Tham khảo quy trình trích ly và ứng dụng bột flavonoid sấy phun để phát triển sản phẩm có tính năng chống oxy hóa tự nhiên, tăng giá trị dinh dưỡng và bảo quản sản phẩm.

3. Chuyên gia phát triển sản phẩm dược liệu: Tài liệu cung cấp cơ sở khoa học về thành phần flavonoid và hoạt tính sinh học của lá vối, hỗ trợ nghiên cứu và bào chế thuốc từ nguyên liệu bản địa.

4. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Tham khảo các phương pháp kiểm nghiệm hàm lượng flavonoid, hoạt tính chống oxy hóa và quy trình bảo quản sản phẩm chứa flavonoid, phục vụ công tác kiểm soát chất lượng.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần chần lá vối trước khi trích ly flavonoid?
   Chần giúp bất hoạt enzyme polyphenol oxidase (PPO) – nguyên nhân chính gây oxy hóa và phân hủy flavonoid trong nguyên liệu. Quá trình này bảo vệ flavonoid, tăng hàm lượng thu nhận và hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết.

2. Điều kiện trích ly nào tối ưu để thu flavonoid từ lá vối?
   Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu là ethanol 60% (v/v), nhiệt độ 71°C, thời gian 59 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:8 (g/ml), giúp thu được hàm lượng flavonoid tổng 53,73 mg RE/g chất khô và hoạt tính DPPH 922,86 µmol TE/g.

3. Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá như thế nào?
   Hoạt tính chống oxy hóa được đo bằng phương pháp DPPH, dựa trên khả năng dịch chiết làm giảm gốc tự do DPPH, thể hiện bằng đơn vị µmol trolox tương đương trên gam chất khô.

4. Bột flavonoid sấy phun có ứng dụng gì trong thực phẩm?
   Bột flavonoid được sử dụng làm phụ gia tạo màu vàng tự nhiên và tăng cường khả năng chống oxy hóa cho nước giải khát, giúp bảo quản sản phẩm lâu hơn và thay thế phụ gia tổng hợp.

5. Làm thế nào để bảo quản sản phẩm chứa flavonoid hiệu quả?
   Bảo quản ở nhiệt độ thấp 5-10°C giúp duy trì hoạt tính chống oxy hóa của flavonoid trong sản phẩm ít nhất 30 ngày, giảm thiểu sự phân hủy và mất hoạt tính sinh học.

Kết luận

• Quá trình chần lá vối ở 90°C trong 30 giây tối ưu hóa việc bất hoạt enzyme PPO, tăng hàm lượng flavonoid và hoạt tính chống oxy hóa lên gần gấp đôi so với mẫu không chần.
• Mô hình RSM xác định điều kiện trích ly tối ưu với ethanol 60%, nhiệt độ 71°C, thời gian 59 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:8, đạt hàm lượng flavonoid 53,73 mg RE/g chất khô và hoạt tính DPPH 922,86 µmol TE/g.
• Bột flavonoid sấy phun ứng dụng thành công trong nước giải khát hương cam, duy trì hoạt tính chống oxy hóa 84,4 µmol TE/g sau 30 ngày bảo quản ở 5-10°C.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và quy trình công nghệ cho việc khai thác và ứng dụng flavonoid từ lá vối trong ngành công nghệ thực phẩm và dược liệu.
• Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng và đánh giá tác động sinh học in vivo để phát triển sản phẩm chức năng có giá trị cao.

Áp dụng quy trình tối ưu trong sản xuất quy mô lớn, đồng thời triển khai nghiên cứu ứng dụng flavonoid lá vối trong các sản phẩm thực phẩm chức năng và dược liệu mới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu cũng như nhà sản xuất thực phẩm đang tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao. Họ thấy rằng, các hợp chất này thường có nguồn gốc từ thiên nhiên như: carotenoid, tocopherol, acid ascorbic và polyphenol có trong rau, củ, quả rất có lợi cho sức khoẻ cho con người, làm giảm khả năng mắc các bệnh hiểm nghèo. Theo các nghiên cứu, nguyên nhân sâu xa dẫn đến các bệnh nguy hiểm là từ sự stress oxi hoá. Stress ôxi hoá là sự mất cân bằng trong việc tạo các gốc tự do và sự hoạt động của các chất chống oxi hóa trong cơ thể.

Gốc tự do dư thừa có tác dụng không tốt cho cơ thể vì nó rất dễ dàng phản ứng với các đại phân tử sinh học của tế bào như ADN, lipid, protein và gây ra hàng loạt các bệnh thoái hóa như ung thư, xơ cứng động mạch, làm suy yếu hệ thống miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí nhớ, thoái hóa cơ quan bộ phận người cao tuổi. Các gốc tự do còn tấn công phá hủy hoặc ngăn cản sự tổng hợp các phân tử chất đạm, đường bột, mỡ, enzyme trong tế bào. Để hạn chế tác dụng không tốt của các gốc tự do, cách duy nhất có thể dùng là tăng cường hoạt động của hệ thống bảo vệ chống oxi hóa trong cơ thể. Hệ thống này bao gồm 2 nhóm chất chống oxi hóa: Các chất oxi hóa nội sinh (Bao gồm enzym chống oxi hóa) và các chất chống oxi hóa được cung cấp từ bên ngoài vào qua con đường thức ăn (Polyphenol, carotenoid, vitamin C & E.

Việc cung cấp các chất chống oxi hóa tự nhiên qua con đường thức ăn là đơn giản hơn cả. Flavonoid là một nhóm hợp chất tự nhiên rất phổ biến trong thực vật. flavonoid có trong lá, thân, quả của nhiều loại thực vật như: Cây chè, ca cao, sim, ổi… với hàm lượng cao. Hiện nay flavonoid được quan tâm nhiều do chúng có đặc tính chống oxy hoá và khả năng kháng khuẩn mạnh có thể ứng dụng nhiều trong dược phẩm cũng như thực phẩm.

Hiệu quả của quá trình tách trích ly flavonoid cũng như chất lượng dịch trích ly phụ thuộc trực tiếp vào nhiều yếu tố công nghệ: Loại dung môi, tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu, pH dịch trích ly, nhiệt độ trích ly, thời 14 gian trích ly.Các yếu tố này còn làm ảnh hưởng tới phương pháp làm sạch dịch và giá thành của dịch giàu flavonoid. Thấy rõ được vai trò tác dụng của flavonoid như là một chất chống oxy hoá đối với sức khoẻ con người và trong bảo quản thực phẩm, việc tìm các điều kiện thích hợp cho tách trích ly flavonoid từ các nguyên liệu tiềm năng là cần thiết. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu điều kiện tối ưu trích ly các hợp chất chống oxy hóa từ lá vối”. Cây vối, một loại cây thân quen với người dân vùng quê các tỉnh Bắc Bộ, tên khoa học là Cleistocalyx operculatus (Roxb.

et Perry thuộc họ Sim (Myrtaceae). Từ lâu dân ta sử dụng lá vối để làm trà nấu hay hãm lấy nước uống hàng ngày vừa có tác dụng thanh nhiệt vừa có tác dụng kiện tỳ, tiêu thực. Thành phần chính trong nụ vối là flavonoid, với hơn 20 flavonoid khác nhau. Các flavonoid có các tác dụng sinh học quý như chống ung thư, chống dị ứng, chống co giật, giảm đau, nghẽn mạch, nghẽn phế quản, lợi mật, diệt nấm… Trong Dược Điển Việt Nam V đã có chuyên luận về lá và nụ vối.

Tuy nhiên chưa đi sâu về định lượng flavonoid trong nụ vối, trong khi flavonoid là thành phần chính và có nhiều tác dụng sinh học quan trọng. Với thực trạng trên, chúng tôi đề xuất thực hiện đề tài “Tối ưu hóa điều kiện trích ly Flavonoid trong lá vối”. Kết quả đề tài sẽ là cơ sở cho việc xây dựng phương pháp trích ly để thu nhận được Flavonoid nhiều nhất từ lá vối phục vụ cho việc nghiên cứu và bào chế thuốc chữa bệnh. Các nội dung của đề tài gồm có: - Xác định được điều kiện trích ly tối ưu để thu nhận được tối đa hàm lượng flavonoid có trong lá vối bao gồm nhiệt độ chần, thời gian chần, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nồng độ dung môi, pH.

Chúng tôi lựa chọn điều kiện xử lý phù hợp nhất cho quá trình trích ly để thu được hàm lượng flavonoid và hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất, và ứng dụng bổ sung hoạt chất 15 flavonoid vào nước giải khát đóng chai như một “phụ gia” có công dụng bảo quản và tạo màu tự nhiên, thay thế cho phụ gia tổng hợp Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm - Đối tượng nghiên cứu là lá vối tươi trồng tại cái vườn ở Thủ Đức Nội dung nghiên cứu gồm : - Khảo sát thông số quá trình chần để bất hoạt enzyme có trong lá vối bao gồm: nhiệt độ, thời gian. - Khảo sát điều kiện của quá trình trích ly flavonoid và hoạt tính kháng oxy hóa từ nguyên liệu lá vối bằng dung môi ethanol bao gồm: nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nồng độ dung môi, pH - Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa các thông số đã khảo sát đơn yếu tố để tìm ra được thông số tối ưu của quy trình trích ly flavonoid từ lá vối. 16 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 2. Tổng quan về cây vối 2.

Giới thiệu - Tên tiếng việt: Cây vối, vối nhà - Tên nước ngoài: Lid eugenia (Anh) - Tên khoa học: Cleistocalyx operaculatus (Roxb. et Perry - Tên đồng nghĩa: Eugenia operaculata Roxb., Syzygium nervossum DC., Syzygium operaculatum (Roxb. Phân loại khoa học - Trong hệ thống phân loại của A. Takhtajan (2009) [11], vị trí phân loại của loài Cleistocalyxoperculatus như sau: Giới: Thực vật (Plantea) Ngành: Ngọc Lan (Magnoliophyta) Lớp: Ngọc Lan (Magnoliopsida) Bộ: Sim (Myrtales) Họ: Sim (Myrtaceae) Chi: Cleistocalyx Loài: Cleistocalyx operculatus 2.

Khái quát về họ Sim Myrtaceae Cây vối có tên khoa học là Cleistocalyx operculatus Roxb, thuộc chi Cleistocalyx, họ Sim Mytaceae. Các cây thuộc họ Sim thường mọc xen lẫn với các cây gỗ khác thành đai rừng nhiệt đới, ít khi mọc thuần loại. 17 Họ Sim phân bố ở các vùng rừng nhiệt đới và Á nhiệt đới, chủ yếu ở châu Mỹ và châu Úc. Họ Sim là một họ lớn gồm 90 chi và 3000 loài, cây thuộc họ Sim có đặc điểm thực vật như sau: Cây gỗ lớn, cây nhỡ hoặc cây bụi.

Lá đơn, hoặc mép có khía răng, lá thường mọc đối nhau và có tuyến mỡ. Hoa mọc thành cụm ở nách hay ở đầu cành, có hình xim hoặc hình chùm. Hoa đều lưỡng tính. Đài hình ống dính hoàn toàn vào bầu hay chỉ dính một ít.

Lá đài gồm 4-5 cánh xếp lợp vào nhau, ít có ống dài nguyên. Nhị xếp thành một hay nhiều dãy rời nhau hoàn toàn hoặc dính ở gốc thành ống ngăn, bao phấn đính ở lưng hay gốc. Đĩa mật không có hay nếu có thì hình vành khăn, che kín ở phía gốc vòi. Bầu hoàn toàn hạ hay hạ một phần, có 4-5 ô hay nhiều hơn; vòi đơn kéo dài, đầu tròn, rất ít khi chia 3-4 thuỳ; trong bầu thì noãn xếp thành hai hay nhiều dãy.

Quả nang hoặc thịt, có sợi và thường được bọc kín bởi ống đài. Trong quả thường có 1 hạt, hạt có nội nhũ, phôi thẳng hay cong, đôi khi nạc với hai lá mầm không xa nhau. Tổng quan về chi Cleistocalyx Chi Cleistocalyx là một chi tương đối lớn của họ Sim. Ngoài đặc điểm chung của họ sim, các loài cây thuộc chi Cleistocalyx còn có đặc điểm thực vật riêng: Quả nạc, khi chín không nở.

Vòi không có lông, ô quả không có vách ngang chia thành ô nhỏ, ống đài nguyên hay rách bất định, đài nguyên thành mũ, quả mập có một hạt. Cụm hoa xim hay chùy. Sau đây là phần giới thiệu sơ bộ một số cây đại diện thuộc chi Cleistocalyx thường thấy ở Việt Nam. Cleistocalyx circumcissa Tên ở Việt Nam: Trâm Ô.

Đặc điểm thực vật: Cây đại mộc cao 15m, nhánh mảnh, lá có phiến xoan thon, dài 4-7cm, chót có mũ, có đốm trong gân phụ, rất mảnh, nụ cao 13mm, rộng 3mm, phần của đài và cánh hoa làm thành một lớp rụng sớm với nhị, noãn gồm 3 buồng, quả mập; cây được trồng phổ biến ở rừng Biên Hòa. Cleistocalyx nigrans Tên Việt Nam: Trâm lá đen Đặc điểm thực vật: Cây đại mộc nhỏ, nhánh vàng đỏ. Lá có phiến bầu dục, màu nâu đen trên mặt lúc khô, gân phụ cách nhau 2-3mm, cuống dài 1cm. Chùm tụ tán cao 6cm ở ngọn nhánh, hoa trắng, nụ dài 5mm, hoa 5 cánh rụng 1 lượt, tiểu nhị nhiều.

Quả mập tròn, lúc khô đen, to hơn 1cm, một hạt. Cây thường phân bố ở các vùng: Rừng Bình Dương, Thủ Đức. Cleistocalys nervosum Tên Việt Nam: Trâm nắp vối. Đặc điểm thực vật: Vối là loại cây thân mộc cỡ vừa, chiều cao trung bình 5 – 6 m nhưng có thể cao tới 12 – 15 m.

Vỏ cây màu nâu đen. Hoa nhỏ có màu trắng lục, họp thành cụm 3 – 5 hoa ở nách lá. Nụ hoa dài, 4 cánh, nhiều nhị. Cụm hoa hình tháp, trải ra ở kẽ các lá đã rụng.

Cây Vối ra hoa vào tháng 5 – 7 hàng năm. Quả Vối hình cầu hay hình trứng, nhăn nheo, đường kính 7-12mm, nháp, có dịch, khi chín màu tím. Cây thường phân bố ở các vùng: Rừng và Bắc Trung Nam. Cleistocalyx rehnervinus Tên Việt Nam: Vối gân mạng Đặc điểm thực vật: Cây đại mộc nhỏ, nhánh tròn xám, to 2-3mm.

Lá có phiến bầu dục đến trái xoan, to 9-14 x 5,5-7cm chót lá rộng, đáy tròn gân phụ mịn, cách nhau 4-8mm, gân cách bìa 2-3mm. Phát hoa ở lá và ngọn. Hoa như không cọng, cao 7mm, đài rụng thành chóp, tiểu nhụy nhiều. Trái tròn, to 1.5mm, lùm bụi.

Cleistocalyx consperipuactatus Tên Việt Nam: Vối nước Đặc điểm thực vật: Cây thân gỗ, cao 20-25m, vỏ dày 6- 8 mm, vỏ có màu xám trắng hay nâu đen nhạt. Cành non màu nâu xám, hình vuông, lúc già hình cột tròn. 19 Lá đơn, mọc đối, hình bầu dục dạng trứng ngược dài 6-12cm, rộng 2,5-5,5cm, đầu tròn tù. Hoa mọc cụm, sinh ra đầu cành.

Hoa lưỡng tính, đài hoa đính thành 1 thể dạng mũ, lúc nở hoa rụng dạng vòng. Nhiều nhị, rời nhau, lúc chồi hoa cong vào. Quả mọng hình cầu hay hình trứng, lúc chín có màu nâu tím. Một năm có 2 mùa hoa nở vào tháng 3 và giữa tháng 7.

Cây thường phân bố ở các vùng: Thanh Hoá, Nghệ Tĩnh, Bình-Trị-Thiên, Quảng Nam, Đà Nẵng, GiaLai, KonTum. Tìm hiểu chung về cây vối 2.