Chương 1 MO DAU 1. Dat van đề Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa có diện tích rừng tự nhiên rất lớn với thảm thực vật đa dạng và nguồn hoa phong phú, đây là nguồn thức ăn đổi dào cho ong mật, cũng chính là tiền dé cho nghề nuôi ong phát triển. Điều này đã tạo ra việc làm và cải thiện đời sống cho 34 nghìn lao động ở nước ta. Trong đó, số người nuôi ong chuyên nghiệp chiếm 18,67 % [1].
Trong ngành nuôi ong, các sản pham từ ong mật thu được không chỉ là mật ong mà còn có rất nhiều sản pham khác như phan hoa, sáp ong, noc ong, sữa ong chúa, keo ong và cả xác của các loài ong. Trong hai thập kỷ qua, đã có nhiều bài báo khoa học được xuất bản thảo luận về các van đề liên quan đến phan hoa, khang định phan hoa không chi là thức ăn của loài ong mà còn là một nguồn được liệu, thực phẩm có giá trị khá cao cho đời sống con người và cũng là mặt hàng xuất khẩu đem lại nguồn ngoại tệ đáng kế [1], [2]. Phan hoa chứa nhiều đường khử, amino acid thiết yêu, axit béo, khoáng chất và hàm lượng đáng ké một số vitamin như: provitamin A, vitamin E (tocopherol), niacin, thiamine, folic acid và biotin [2]. Vì thế, trong hàng nghìn năm qua, vấn đề sức khỏe và đặc tính y học của phan hoa đã được ứng dụng như các hoạt động chống oxy hóa, chống viêm, chống ung thư, chống vi khuẩn, chống nam, bảo vệ gan và chống xơ vữa động mach [3].
Polyphenol và chủ yếu là flavonoid được xem 14 một trong những hợp chat quan trọng nhất trong phan hoa [4]. Polyphenol và flavonoid có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau, nhưng đặc tính được mô tả tốt nhất của hầu hết các polyphenol, flavonoid là khả năng chống oxy hóa [5]. Tuy nhiên, những nghiên cứu dé tối ưu hóa điều kiện chiết xuất polyphenol và flavonoid từ phan hoa van còn hạn chế. Xuất phát từ yêu cầu trên, được sự phân công của bộ môn Hợp chất thiên nhiên, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực pham, Trường Đại học Nông Lâm Thành phó Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của ThS.
Nguyễn Thị Ngọc Lan, tôi thực hiện đề tài “TOI UU HÓA QUY TRÌNH CHIET FLAVONOID VÀ POLYPHENOL TỪ PHAN HOA”.Y nghia khoa hoc Trong dé tai, sé tập trung khảo sát sơ bộ và tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết tách polyphenol va flavonoid. Kết quả nghiên cứu của đề tài hi vọng sẽ giúp ích cho những nghiên cứu tiếp theo như: phát triển sản phẩm từ dịch chiết, tạo cao chiết,. nhằm nâng cao hơn nữa giá trị của phấn hoa cho mục đích nghiên cứu và thương mại. Mục đích của đề tài Tối ưu hóa điều kiện chiết polyphenol và flavonoid từ phấn hoa sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM).
Nội dung của đề tài Đánh giá một số chỉ tiêu hoá lý của phan hoa khô. Khảo sát sơ bộ các yếu tố ảnh hưởng của quá trình trích ly đến hàm lượng flavonoid (dung môi, tỉ lệ nguyên liệu:dung môi, nhiệt độ, thời gian). Tối ưu hóa điều kiện trích ly flavonoid (tỉ lệ dung môi:nguyên liệu, nhiệt độ. thời gian) bằng phương pháp RSM với sự hỗ trợ của phần mềm JMP Pro 14.
Tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol (tỉ lệ dung môi:nguyên liệu, nhiệt độ, thời gian) bằng phương pháp RSM với sự hỗ trợ của phần mềm JMP Pro 14. Yêu cầu Chọn ra hai điều kiện chiết tách polyphenol và flavonoid tối ưu nhất. Chương 2 TỎNG QUAN 2. Tổng quan về phan hoa 2.
Khái niệm về phan hoa Phan hoa còn được gọi là phan ong, tên tiếng anh là bee pollen. Phan hoa là giao tử đực của hoa [6]. Phấn hoa được bán trên thị trường chủ yếu là do ong mật (Apis mellifera) thu thập nhằm mục dich làm thức ăn cho ấu trùng của nó trong giai đoạn phát triển ban đầu vì phấn hoa là nguồn protein duy nhất mà ong thu thập được từ tự nhiên [6], [7]. Chúng thu thập phan hoa bang cách bao phủ cơ thé bằng bụi phan hoa và kết tụ lại để lap đầy giỏ phan ở hai chân sau và mang đến tổ của chúng [6], [8], [9].
Hỗn hợp phan hoa từ các loài hoa khác nhau được kết tụ bởi mật hoa và các enzyme của ong mật (amylase, catalase) được tiết ra bởi các tuyến nước bọt và hình thành hạt phan hoa ở dang hạt [10]. Khối lượng trung bình phan hoa ma mỗi con ong mang theo khoảng 7,5 mg [7]. Người nuôi ong sẽ đặt bay phan hoa ở lối vào của tổ ong dé tách rời phấn hoa khỏi chân ong và thu thập phấn hoa thô cho mục đích thương mại [7], [10].1: Quy trình thu thập phan hoa của ong [11]. Phân bố Từ xưa, con người đã bắt đầu thu mua các sản phẩm từ ong, điều này đã được chứng minh bằng những vết tích trên các bức tranh đá, vẽ một người lấy mật ong rừng, được phát hiện vào năm 1919 ở Tây Ban Nha.
Người ta cho rằng, những bức tranh này đã được tạo ra vào những năm 8000 - 5000 Trước Công Nguyên, tức là vào Thời đại đồ đá mới [7]. Người Ai Cập cô đại đã mô tả phấn hoa là “một loại bụi mang lại sự sống” [2]. Phấn hoa thu thập từ ong bắt đầu được sử dụng như là nguồn dinh dưỡng cho con người trên quy mô lớn chỉ sau khi Chiến tranh thế giới thứ hai kết thúc, thời điểm bẫy phan hoa được phát triển và trở nên sử dụng rộng rãi [2]. Phan hoa là thực phẩm chức năng phổ biến trong chế độ ăn uống.
Tuy nhiên, không có quy định về tiêu chuan phan hoa ở hau hết các quốc gia. Chỉ có một số quốc gia có luật về phấn hoa như Ba Lan, Bulgaria, Brasil, Thụy Si, Argentina [12]. Theo thông tin từ hiệp hội nuôi ong ở Việt Nam, cho thấy cả nước ước tính có trên 1,5 triệu đàn ong với sản lượng hàng năm ước đạt khoảng trên 70 nghìn tấn mật ong [1]. Những vùng nuôi ong trọng điểm trong nước với nguồn hoa phong phú là Đắc Lắc, Gia Lai, Tiền Giang, Đồng Nai, Bắc Giang, Nam Định, Hưng Yên, Sơn La,.
Trong năm 2010, hai tỉnh miền Bắc là Sơn La và Hưng Yên có sản lượng phấn hoa khoảng 1 tan, cao hơn từ 3 — 10 lần so với các tinh Đắc Lắc và Tiền Giang [13].1: Sản lượng phan hoa trung bình của trại ong Sản lượng phan hoa (kg) Tinh Nam 2008 Nam 2009 Nam 2010 Son La 881,6 1089,5 1050,0 Hung Yén 365,0 426.7 1000 Đắc Lắc 293,4 303,5 3294 Tiền Giang 65,0 50,0 100,0 2. Đặc điểm hình thái của phan hoa Khối lượng: phan hoa có khối lượng trung bình khoảng từ 7,5 — 8 mg, thay đổi tùy theo khả năng tiếp cận phan hoa từ thực vật của ong trong quá trình thu thập [11]. Hình dạng và kích thước: các hạt phấn hoa có hình dạng, kích thước khác nhau và tùy thuộc vào hoa mà ong thu thập [7], [6]. Hoa thu phan nhờ gió tao ra hạt phấn hoa khô và nhẹ hơn, lớn hơn và nén lỏng lẽo hơn trong khi hoa thụ phấn nhờ côn trùng có hạt phấn hoa nhỏ hơn và nén chặt hơn [14].
Hình dạng các hạt phấn hoa không đồng nhất, chủ yếu là hình cầu [6]. Đường kính của chúng dao động từ 0,01 - 0,05 mm [15]. Mau sắc: màu sắc của phan hoa phản ánh sự đa dạng của loài thực vật cụ thé là có liên quan đến nồng độ các sắc tố thực vật như carotenoid và anthocyanin, vì thế, phấn hoa thường có nhiều màu sắc từ trắng đến đen như vàng, xám trắng, cam, đỏ, xanh lục, xanh lam [7], [11], [16]. Độ sáng tự nhiên của phan hoa giảm do sự tăng độ ầm từ mật hoa dé tạo thành phan hoa [11].
Mùi và vị: phan hoa có mùi và vị (ngọt, chua, dang, cay) đặc trưng [6].2: Màu sắc phan hoa một số loài thực vật (1 - 8) va đa thực vật (9 - 10) [11]. Thành phần hóa học của phan hoa Phần hoa tươi chứa hàm lượng nước từ 20 — 30% [2]. Hàm lượng nước cao như vậy trong phần hoa tươi sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển nhanh chóng, vì vậy, phan hoa sẽ nhanh chóng bị hư hỏng [7]. Dựa vào các kỹ thuật phân tích tiên tiến (sắc ký, quang phổ) đã xác định được khoảng 200 hợp chất hóa học trong phấn hoa có nguồn gốc từ các loại thực vật khác nhau [10].
Thành phần hóa học cơ bản của phan hoa tươi gồm có protein, các amino acid tự do, carbohydrate, lipid, vitamin và khoáng chat [17]. Thành phần hóa học của phan hoa thay đổi tùy theo vùng địa lý, điều kiện mùa và nguồn gốc của thực vật mà ong lay phan hoa [18], cụ thé như sau: ¢ Protein: Ham lượng protein trong phan hoa rat cao, nhưng nó thay đổi nhiều tùy thuộc vào nguồn thực vat, từ 7% (thông) đến 35% (cha là) và có thé lên đến 40% [2], [19]. Protein trong phan hoa bao gồm: albumin (35,4%), globulin (18,9%), glutelin (18,6%), prolamin (21,8%) va mot s6 các protein khac (bao gồm enzyme — 5,3%) [7]. e Amino acid: Là các amino acid không được tổng hợp trong cơ thé con người nhưng đóng vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phát triển như: trytophan, phenylalanine, methionine, leucine, lysine, threonine, histidine, isoleucine va valine [20].
Proline là một amino acid tự do chính trong phan hoa và chiếm hơn một nửa tong hàm lượng amino acid tự do [19]. e Carbohydrate: Bao gồm glucose, fructose, sucrose, abrabinose, galactose, lactose [15]. Trong đó, các loại đường glucose, fructose va sucrose chiếm khoảng 90% các loại đường phân tử thấp [6]. Hàm lượng cellulose trong phân hoa ở mức khoảng 3,72%, polysaccharide không phân nhánh này thành phần chính của vỏ hạt phan, bao gồm 2 lớp, lớp bên ngoài exine (rất bền, giúp phấn hoa bảo vệ các hợp chất mang hoạt tính sinh học) va lớp bên trong intine [7], [21].
e Lipid: Hàm lượng lipid trong phan hoa chiếm từ 1 - 13% khối lượng vật chất khô [6]. Hàm lượng lipid khác nhau và phụ thuộc vào hàm lượng axit béo, carotenoid và vitamin [7]. Có khoảng 3% tổng số lipid là acid béo tự đo, khoảng một nửa trong số đó là acid béo không bão hòa như oleic, linoeic (omega-6) va linolenic (omega-3) [22].2: Thanh phần hóa học cơ bản trong phan hoa [2], [6]. Thành phần chính Hàm lượng (g/100 g vek) 13 —55 Carbohydrate (fructose, glucose, sucrose, fiber) 0.