Thứ sáu, 29/03/2024 | 03:07

Thứ sáu, 29/03/2024 | 03:07

Bài báo khoa học

Cập nhật 10:06 ngày 23/11/2020

Ảnh hưởng của điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích lá bồ ngót (Sauropus androgynus (L.) Merr)

TÓM TẮT:
Bài viết nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện trích ly hỗ trợ vi sóng trong quá trình thu nhận polyphenol và khả năng kháng oxy hóa của dịch trích lá bồ ngót (Sauopus androgynous (L.) Merr). Kết quả nghiên cứu xác định được với dung môi acetone 900, công suất microwave 300W, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi 1:30, và thời gian tác động microwave 2 phút sẽ thu nhận được hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất.
Từ khóa: Bồ ngót, Sauropus androgynus (L.) Merr, trích ly có hỗ trợ vi sóng, polyphenol, hoạt tính kháng oxy hóa, DPPH.
1. Đặt vấn đề
Bồ ngót có tên gọi khác là Pak - wanban, Cekur manis hoặc Katuk, là một loại rau bản địa Đông Nam Á có tên khoa học là Sauropus androgynus (L.) Merr thuộc họ Euphorbiaceae. Phân bố rộng rãi ở các vùng cao ẩm ướt như Malaysia, Indonesia, Tây Nam Trung Quốc và Việt Nam.
Nghiên cứu về hoạt động hóa sinh trên lá bồ ngót cho thấy chúng có chứa sterol, nhựa, tannin, saponin, alkaloids, flavonoid, terpenoids, glycoside, phenol, catechol, cardiac glycosides và các hợp chất acid [1]. Năm 2013 Gireesh và cộng sự nghiên cứu hóa sinh ở thực vật khác, chiết xuất từ lá và ethanol cho thấy bồ ngót có chứa tannin, saponin, flavonoid, terpenoid, phenolics, steroid và alkaloids. Những nghiên cứu hóa học sơ bộ này cho thấy bồ ngót chứa một loạt các thành phần phân tử sinh học có thể được ứng dụng trong dược phẩm và chống oxy hóa.
Lá bồ ngót được tìm thấy có hàm lượng flavonoid và hợp chất chứa hoạt tính sinh học cao nhất trong số 11 loại rau từ Indonesia với hàm lượng 142.64 mg/100 gram tính trên trọng lượng tươi tìm thấy thành phần quercetin, myricetin, luteolin, apigenin và kaempferol khi phân tích bằng phương pháp HPLC. Wong và cộng sự, 2006 nghiên cứu cây bồ ngót là một loại rau lá có hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng phenolic tổng cao. Benjapak và cộng sự, 2008 cũng cho thấy bồ ngót có chứa chất chống oxy hóa cao, tổng hợp chất phenolic và axit ascorbic, lần lượt là khoảng 0,14% (v/v) IC50, 369.83 - 538.79 mg GAE/100 mL-1, và 92.18 - 92.43 mg/100g. [3]
Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện trích ly có hỗ trợ vi sóng như loại dung môi dùng trong quá trình trích ly, công suất microwave, tỷ lệ nguyên liệu dung môi, thời gian trích ly có hỗ trợ vi sóng đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích từ lá bồ ngót tạo tiền đề cho quá trình thu nhận cao chiết từ lá bồ ngót ứng dụng trong thực phẩm và dược phẩm.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng nghiên cứu
Rau bồ ngót được mua trong siêu thị Coopmart đạt tiêu chuẩn VietGap. Rau có màu xanh thẫm, không bị dập úng.
2.2. Hóa chất sử dụng
Ethanol (99%), acetone (98%), và methanol (98%) của công ty Shanghai Dingsheng, Trung Quốc; Gallic acid, 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and Trolox của công ty Sigma - Aldrich, Đức. Tất cả hóa chất được nhập khẩu và phân phối bởi Công ty Hóa Nam.
2.3. Thu nhận dịch trích từ lá bồ ngót
Lá bồ ngót → Tuốt lá → Rửa sạch → Sấy khô → Xay → Sàng → Trích ly → Lọc chân không → Dịch trích.
2.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly
Trong quá trình trích ly, các yếu tố được khảo sát là loại dung môi dùng để trích ly (ethanol, aceton và methanol), tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (1:20, 1:30 và 1:40), công suất microwave (100W, 300W, 400W, 600W và 800W) và thời gian trích ly (1 phút, 2 phút, 3 phút, 4 phút).
2.5. Xác định hàm lượng polyphenol
Phương pháp xác định làm lượng polyphenol dựa vào phản ứng oxy hóa của các polyphenol với thuốc thử FolinCiocalteu (natri 1,2-naphtoquinon-4-sunfonat) được phân tích dựa trên phương pháp so màu tạo ra dung dịch có màu xanh lam. Mật độ đo quang của mẫu được đo tại bước sóng 765 nm.
2.6. Xác định hoạt tính chống oxy hóa DPPH
Hoạt tính chống oxy hóa DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) được xác định dựa trên phương pháp được mô tả trước đây bởi tác giả Brand-Williams và cộng sự.
2.7. Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu được xử lý trên phần mềm Statgraphics SPSS 20, mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần.
3. Kết quả và bàn luận

3.1. Ảnh hưởng của loại dung môi đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch trích lá bồ ngót
Hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích ly từ lá bồ ngót khi trích ly với các loại dung môi khác nhau được thể hiện trên Hình 1.
Hình 1: Ảnh hưởng của loại dung môi đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của các chất có trong dịch trích từ lá bồ ngót (các giá trị a, b, c thể hiện sự khác biệt ở mức ý nghĩa P < 0.05)
Hình 1 cho thấy dung môi acetone 900 cho ra hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích cao nhất. Dung môi được chia thành hai loại là dung môi phân cực và dung môi không phân cực. Mức độ phân cực của dung môi phụ thuộc vào hằng số điện môi. Khi kết hợp nước và các loại dung môi phân cực khác nhau sẽ thu được hàm lượng các chất trích ly khác nhau. Hơn nữa hằng số điện môi và độ phân cực của hỗn hợp dung môi tăng nhanh khi bổ sung một lượng nước giúp hấp thụ vi sóng tốt, từ đó gia tăng sự phá vỡ màng tế bào của nguyên liệu thực vật, làm tăng diện tích tiếp xúc bề mặt giữa nguyên liệu và dung môi, tăng hiệu suất trích ly [5]. Năm 2000, Lu và Foo cũng đã đề cập đến hỗn hợp acetone/nước là dung môi trích ly tốt cho các chất chống oxy hóa phân cực và có nhiều lợi ích hơn khi sử dụng để trích ly phenolic. Kết quả này có sự tương đồng với nhận định hỗn hợp acetone với nước là dung môi trích ly tốt nhất với một số hợp chất polyphenol có cực, đặc biệt có thể trích ly hiệu quả nhất đối với hợp chất flavonoid và anthocyanin [2].
3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch trích lá bồ ngót
Tỷ lệ nguyên liệu: dung môi có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch trích lá bồ ngót.
Hình 2: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của các chất có trong dịch trích từ lá bồ ngót (các giá trị a, b, c thể hiện sự khác biệt ở mức ý nghĩa P < 0.05)
Hình 2 cho thấy ở tỷ lệ nguyên liệu:dung môi 1:30 thu được hàm lượng  polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa (DPPH) cao nhất. Với cùng một khối lượng nguyên liệu khi thể tích dung môi đạt giá trị nào đó thì hiệu suất trích ly tăng do sự chênh lệch gradient nồng độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên liệu so với dung môi dẫn đến tốc độ khuếch tán tăng, tạo điều kiện cho nguyên liệu tiếp xúc với dung môi dẫn đến khả năng thẩm thấu cao, quá trình trích ly nguyên liệu với dung môi được tốt hơn. Nhưng khi tiếp tục tăng thể tích dung môi (tỷ lệ 1:45) thì hàm lượng các chất thu được có xu hướng giảm vì khối lượng dung môi quá nhiều làm loãng mẫu, giảm hàm lượng các chất thu được trong dịch trích. Ngược lại, ở tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (1:15), khả năng trích ly các hợp chất có trong nguyên liệu cũng giảm, vì khối lượng dung môi đó không đủ để trích ly hết các chất mong muốn trong nguyên liệu.
3.3. Ảnh hưởng của công suất microwave đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch trích lá bồ ngót
Thí nghiệm này nhằm khảo sát ảnh hưởng của các mức công suất 100W, 300W, 400W, 600W và 800W đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích lá bồ ngót.
Hình 3: Ảnh hưởng của công suất microwave đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của các chất có trong dịch trích từ lá bồ ngót (các giá trị a, b, c thể hiện sự khác biệt ở mức ý nghĩa P < 0.05)
Hình 3 cho thấy hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa (DPPH) đạt cao nhất ở công suất 300W. Bức xạ vi sóng gây ra sự phá vỡ liên kết hydro và sự di chuyển của các ion hòa tan dẫn đến sự phá vỡ mô thực vật giải phóng các hợp chất có trong nguyên liệu vào dung môi. Với công suất microwave nhỏ (100W) tốc độ khuếch tán phân tử thấp làm giảm hiệu quả trích ly. Công suất microwave tăng lên 300W thì hiệu suất trích ly tăng đáng kể, dưới điều kiện nhiệt độ và áp suất tăng sự tương tác giữa các phân tử trong dung môi tăng, chuyển động phân tử tăng, độ hòa tan tăng. Nhiệt độ tăng màng tế bào vỡ làm cho hiệu suất trích ly tăng lên. Hơn nữa, ở nhiệt độ cao, độ nhớt của dung môi giảm và độ khuếch tán tăng do đó hiệu suất trích ly tăng. Tiếp tục tăng công suất ở mức 400W, 600W và 800W thì hiệu suất trích ly có xu hướng giảm dần do khi tăng công suất tốc độ khuếch tán tăng nhanh, khi đó nhiệt độ tăng cao gây ra sự phân hủy và thoái hóa nhiệt. Mỗi nguyên liệu sẽ có giới hạn nhiệt độ trích ly khác nhau nếu vượt qua mức giới hạn sẽ làm cho các hợp chất kém bền nhiệt mất đi và sinh ra một số hợp chất không mong muốn làm giảm hàm lượng các chất phân tích [4].
3.4. Ảnh hưởng của thời gian tác động vi sóng đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch trích lá bồ ngót
Thí nghiệm này được tiến hành với các khoảng thời gian 1 phút, 2 phút, 3 phút, 4 phút, dung môi là acetone 900, tỷ lệ nguyên liệu:dung môi là 1:30 (g/ml).
Hình 4: Ảnh hưởng của thời gian tác động vi sóng đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của các chất có trong dịch trích từ lá bồ ngót (các giá trị a, b, c thể hiện sự khác biệt ở mức ý nghĩa P < 0.05)
Hình 4 cho thấy hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa (DPPH) cao nhất ở thời gian 2 phút. Nếu thời gian trích ly hỗ trợ microwave ngắn ở mức thời gian là 30 giây và 1 phút thì nhiệt độ của microwave tác động lên dung môi và nguyên liệu chưa đủ, chỉ một số màng tế bào bị tác động, khi tăng thời gian trích ly, nhiệt độ tăng làm cho màng tế bào bị tác động nhiều hơn, dẫn đến hàm lượng các chất cần trích ly có trong dịch trích cao hơn. Quá trình trích ly diễn ra một thời gian nhất định thì chênh lệch nồng độ cấu tử cần trích ly giữa nguyên liệu và dung môi giảm, các chất chiết đi ra chậm, kéo dài thời gian trích ly cũng không làm tăng được hàm lượng các chất cần trích ly. Mặt khác, khi tăng thời gian hỗ trợ microwave lên 3 phút và 4 phút, thời gian tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi tăng lên dẫn đến nhiệt độ của dịch trích cũng tăng làm cho sự thoái hóa nhiệt của các chất trích ly kém bền nhiệt tăng lên, đồng thời sinh ra một số hợp chất không mong muốn. Do đó, khi thời gian trích ly là 3 phút và 4 phút thì hàm lượng các chất trích ly không tăng lên mà lại giảm đi so với ở thời gian 2 phút, đồng thời hàm lượng các chất trích ly ở thời gian 4 phút cũng giảm đi so với hàm lượng các chất trích ly ở thời gian 3 phút. Kết quả này thu được trùng khớp với khi trích ly polyphenol từ trà ở các khoảng thời gian 30, 60, 90, 120, và 150 giây [6].
4. Kết luận
Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của điều kiện trích ly polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích lá bồ ngót đã thu được các điều kiện trích ly gồm có loại dung môi sử dụng trong quá trình trích ly (acetone 900), tỷ lệ nguyên liệu:dung môi (1:30), công suất microwave (300W), thời gian trích ly microwave (2 phút), với các thông số trên thì hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích lá bồ ngót là cao nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
[1] H. Bunawan, S. Noraini Bunawan, S. Nataqain Baharum, and N. Mohd Noo. (2015). Sauropus androgynus (L.) Merr. Induced Bronchiolitis Obliterans: From Botanical Studies to Toxicology. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, v.2015, Article ID 714158. https://doi.org/10.1155/2015/714158
[2] I. Hismath, W. M. Wan Aida, and C. W. Ho. (2011). Optimization of extraction conditions for phenolic compounds from neem (Azadirachta indica) leaves. Int. Food Res. J., 18(3), 931-939.
[3] Benjapak, Narumon, Prasan Swatsitang, and Sayan Tanpanich. (2008). Determination of antioxidant capacity and nutritive values of Pak-Wanban (Sauropus androgynus L. Merr.). KKU Sci. J., 36(4), 279-289.
[4] J. Song, D. Li, C. Liu, and Y. Zhang. (2011). Optimized microwave-assisted extraction of total phenolics (TP) from Ipomoea batatas leaves and its antioxidant activity. Innov. Food Sci. Emerg. Technol., 12(3), 282-287.
[5] S. Hemwimon, P. Pavasant, and A. Shotipruk. (2007). Microwave-assisted extraction of antioxidative anthraquinones from roots of Morinda citrifolia. Sep. Purif. Technol., 54(1), 44-50.
[6] Spigno, Giorgia, Lorenza Tramelli, and Dante Marco De Faveri. (2007). Effects of extraction time, temperature and solvent on concentration and antioxidant activity of grape marc phenolics. Journal of food engineering, 81(1), 200-208.
EFFECTS OF MICROWAVE-ASSISTED EXTRACTION
CONDITIONS ON POLYPHENOL CONTENT
AND ANTIOXIDANT ACTIVITY OF
SAUROPUS ANDROGYNUS (L.) MERR EXTRACTION
• PHAM HOANG DANH
• NGUYEN HONG KHOI NGUYEN
• NGUYEN THI TUYET NGA
Faculty of Food and Environmental Engineering,
Nguyen Tat Thanh University
ABSTRACT:
A microwave-assisted extraction (MAE) method is presented for the extraction of total polyphenol (TP) and antioxidant activity from Sauropus androgynus (L.) Merr leaves.This study finds out that the Sauropus androgynus (L.) Merr extraction has the highest polyphenol content and antioxidant activity when using the solvent of 900 acetone, microwave power of 300W, material:solvent ratio of 1:30, and microwave-assisted extraction time of 2 minutes.
Keywords: Sauropus androgynus (L.) Merr, microwave-assisted extraction, polyphenol, antioxidant activity, DPPH.
PHẠM HOÀNG DANH - NGUYỄN HỒNG KHÔI NGUYÊN - NGUYỄN THỊ TUYẾT NGA (Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường, Trường Đại học Nguyễn Tất Thành)
(Nguồn: Tạp chí Công Thương)
Tổng số lượt truy cập :
  • 1
  • 0
  • 3
  • 8
  • 1
  • 5
  • 1
  • 5
lên đầu trang