- Trang Chủ
- Báo cáo khoa học
- Báo cáo nghiên cứu khoa học: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ DUNG MÔI ĐẾN KHẢ NĂNG CHIẾT TÁCH CHẤT MÀU ANTHOCYANIN CÓ ĐỘ MÀU CAO TỪ QUẢ DÂU HỘI AN
Xem mẫu
- NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ DUNG MÔI ĐẾN
KHẢ NĂNG CHIẾT TÁCH CHẤT M ÀU ANTHOCYANIN
CÓ ĐỘ M ÀU CAO TỪ QUẢ DÂU HỘI AN
EFFECT OF SOLVENT ON THE EXTRACTION ANTHOCYANIN PIGMENTS
WITH HIGHEST COLOUR UNITS FROM THE MULBERRY IN HOIAN
NGUYỄN THỊ LAN – LÊ THỊ LẠC QUYÊN
Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng
TÓM T ẮT
Bài viết này mô tả quá trình tìm dung môi tối ưu để chiết tách chất màu anthocyanin có độ
màu cao từ quả dâu Hội An. Dung dịch axit formic, acetic, hydrochloric (HCl); methanol,
ethanol có chứa HCl là những hệ dung môi được thử nghiệm để tách chất màu anthocyanin.
Hệ dung môi ethanol - nước - HCl cho hàm lượng chất màu anthocyanin cao nhất so với các
hệ dung môi khác. Vì vậy ethanol - nước - HCl là dung môi tốt nhất cho việc tách chất màu
anthocyanin có độ màu cao từ quả dâu. Hệ dung môi này có thể dùng để tách chất màu
anthocyanin từ một vài rau quả khác.
ABSTRACT
The article describes the process for finding an optimum solvent for extracting anthocyanin
pigments with highest colour units from the mulberry in Hoi An. Formic, acetic, hydrochloric
acid (HCl) solutions; methanol, ethanol containing HCl were tested as solvents for extracting
anthocyanin pigments. Ethanol containing HCl gave the highest value of total anthocyanin
pigment contents compared to the orther solvents. Therefore, ethanol containing HCl proved
to be the best solvent for the extraction of anthocyanin pigment with highest colour units from
mulberry. This solvent can be applied to the extraction of anthocyanin pigments from other
vegetable samples.
1. Đặt vấn đề
Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ thiên nhiên, thuộc nhóm flavonoid có màu từ đỏ
đến tím có mặt ở nhiều rau quả đặc biệt là quả dâu (mulberry). Ngoài việc cho màu sắc đẹp
anthocyanin còn là một vị thuốc cổ truyền rất quý, nó giúp cơ thể chữa và chống một số bệnh
như chống ung thư, chống viêm, chống oxy hóa,...
Trong sản xuất thực phẩm cùng với chất màu thiên nhiên khác như carotenoid,
chlorophyll, anthocyanin giúp sản phẩm phục hồi lại màu sắc ban đầu, hoặc tạo ra màu sắc
hấp dẫn hơn cho mỗi sản phẩm [1].
Từ những tác dụng trên, các nhà khoa học đã nghiên cứu việc chiết tách anthocyanin
bằng những phương pháp khác nhau từ những nguyên liệu khác nhau như: phương pháp sử
dụng dung môi để tách anthocyanin từ gạo đen ở tỉnh Gifu (Nhật Bản); phương pháp sử dụng
enzyme để tách anthocyanin dạng kết tinh từ quả Cassif (Nhật Bản),...
Qua nhiều nghiên cứu cho rằng với mỗi dung môi khác nhau thì khả năng chiết tách
không giống nhau, tuy có nhiều phương pháp chiết tách anthocyanin từ rau quả nhưng chưa
có một kết luận cụ thể khẳng định loại dung môi nào là tốt nhất cho một quy trình chiết tách.
Trong quả dâu, anthocyanin được phân bố ở tế bào, với bản chất là một hợp chất thiên nhiên
khá phân cực, anthocyanin hòa tan trong dung môi phân cực.
Vì vậy, để chọn được hệ dung môi tốt cho khả năng chiết tách chất màu anthocyanin
từ quả dâu có độ màu cao, trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành chiết trong các hệ dung
môi sau:
- Methanol - nước - HCl (tỷ lệ 1:1,1% HCl)
+
Ethanol - nước - HCl (tỷ lệ 1:1,1% HCl)
+
Nước - HCl (1%)
+
Nước - formic acid (5%)
+
Nước - acetic acid (5%)
+
2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
2.1. Nguyên liệu
Có nhiều nguyên liệu chứa anthocyanin, nhưng trong đề tài này chúng tôi chọn quả
dâu tằm do chúng đã được nghiên cứu khái quát, nguồn cung cấp phong phú, cùng với giá trị
thương mại, giá trị sử dụng và khả năng cho màu cao thuận lợi cho quá trình nghiên cứu tiếp
theo. Quả dâu Hội An được thu nhận, làm sạch, bảo quản ở -200C làm nguyên liệu cho suốt
quá trình nghiên cứu.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp hóa học - chiết tách và làm sạch anthocyanin
2.2.2. Phương pháp pH vi sai [2,3,4]
* Xác định hàm lượng anthocyanin thô
- Tại pH = 1 các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc flavylium có độ hấp thụ
cực đại
- Tại pH = 4,5 chúng ở dạng carbinol không màu.
Đo độ hấp thụ cực đại của 2 mẫu ở pH = 1 và pH = 4,5 tại bước sóng của độ hấp thụ
cực đại 515 nm, so với độ hấp thụ tại bước sóng 700 nm (độ đục của mẫu)
A.M.k.V
% anthocyanin toàn phần = (2.1)
.100%
.l.m (100 W ).10 2
Trong đó:
A: mật độ quang (độ hấp thụ của anthocyanin)
A = (A515(pH=1) - A700(pH=1)) - (A515(pH=4,5) - A700(pH=4,5))
với A515(pH=1): độ hấp thụ cực đại tại bước sóng 515 nm
A700(pH=4,5): độ hấp thụ cực đại tại bước sóng 700 nm
M: khối lượng phân tử của anthocyanin không kể ion Cl- hay nước tinh thể hóa
: độ hấp thụ phân tử.
l: chiều dày cuvet, cm
V: thể tích anthocyanin thu được, l
k: độ pha loãng
m: khối lượng nguyên liệu ban đầu, g
W: độ ẩm nguyên liệu, %
* Xác định độ màu:
Để xác định độ màu của anthocyanin ta tiến hành đo mật độ quang A ở pH = 1 tại
bước sóng max và 420 nm (vùng màu tím của ánh sáng hấp thụ) [5]
A max
Độ màu = (2.2)
A 420
- 3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Ảnh hưởng của hệ dung môi đến hàm lượng anthocyanin
Sau khi chiết tách và làm sạch anthocyanin trong các hệ dung môi trên, tiến hành đo
mật độ quang A, áp dụng công thức (2.1) thu được kết quả hàm lượng anthocyanin ở bảng 1
và biểu diễn trên hình 1.
3.2. Ảnh hưởng của hệ dung môi đến độ màu anthocyanin
Tiến hành thí nghiệm tương tự, song ở đây đo độ hấp thụ cực đại của anthocyanin ở
bước sóng 515 nm và 420 nm và áp dụng công thức (2.2), chúng tôi tính được độ màu của
anthocyanin có được từ các dung môi khác nhau.
Kết quả độ màu và màu sắc cảm nhận được bằng mắt cũng được thể hiện ở bảng 1 và
hình 1
Bảng 1. Ảnh hưởng của dung môi đến hàm lượng và độ màu anthocyanin
Nước -
Dung môi Methanol Ethanol -
Nước - Nước -
- nước - nước - hydrochloric
formic acid acetic acid
Chỉ số HCl HCl acid
Hàm lượng, % 0,949 1,046 0,492 0,452 0,107
Độ màu 3,267 3,134 3,032 2,825 2,059
Màu cảm nhận vàng đỏ
đỏ đen đỏ đen vàng đỏ vàng đỏ
bắng mắt nhạt
Môi trường kiềm xanh xanh xanh xanh xanh
1.2 3.5
3
1 Âäü maìu anthocyanin
% Anthocyamim
2.5
0.8
2
0.6
1.5
0.4
1
0.2 0.5
0 0
Næåïc - acetic acid (5%)
Næåïc - hydrochloric acid (1%)
Næåïc - formic acid (5%)
Ethanol - næåïc - HCl (tyí lãû 1:1,
Methanol - næåïc - HCl (tyí lãû
1:1, 1% HCl)
1% HCl)
Hình 1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của các hệ dung môi
đến hàm lượng % Anthocyanin Âäü maìu anthocyanin
và độ màu anthocyanin trong quá trình chiết tách.
- Từ kết quả thu nhận được ở hình 1, bảng 1 chúng tôi nhận thấy thấy rằng hệ dung môi
ethanol - nước - HCl cho hàm lượng anthocyanin lớn và độ màu tương đối cao. Hơn nữa
ethanol ít độc hơn so với methanol và là dung môi thông dụng, rẻ tiền, dễ kiếm. Đó cũng là lý
do chúng tôi chọn hệ dung môi ethanol - nước - HCl trong quy trình công nghệ chiết tách và
làm sạch anthocyanin thô. Hệ dung môi này cũng có thể dùng để tách chất màu anthocyanin
từ các loại rau quả tương tự.
3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi (ethanol - nước) đến hàm lượng anthocyanin
Tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi (ethanol - nước) đến hàm lượng
anthocyanin trong dâu. Các thông số ban đầu và kết quả được biểu diễn ở bảng 2, đồ thị hình
2. Từ đó chúng tôi nhận thấy tỷ lệ dung môi ethanol - nước là 1:1 (với 1% HCl) cho hiệu suất
chiết cao nhất.
Bảng 2. Tỷ lệ dung môi và hàm lượng anthocyanin
1.2
% % %
Tỷ lệ
Stt 1.1
Vethanol Vnước anthocyanin
% anthocyanin
1.0
30 70 3: 7 0,869
2 35 65 7: 13 0,895 0.9
3 40 60 2: 3 0,974 0.8
4 45 55 9: 11 1,019
0.7
5 50 50 1: 1 1,047
6 55 45 11: 9 1,025 0 .6
7 60 40 3: 2 0,957
30 35 40 45 50 55 60 65 70
8 65 35 13: 7 0,893 % V ræåüu
9 70 30 7: 3 0,828
% anthocyanin
Hình 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi (ethanol -nước)
đến hàm lượng anthocyanin
4. Kết luận
- Chọn được hệ dung môi tốt cho quá trình chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu
cao từ quả dâu là ethanol - nước - HCl.
- Tìm được tỷ lệ dung môi ethanol - nước là 1:1 (với 1% HCl) để hàm lượng
anthocyanin thu được nhiều nhất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Lê Ngọc Tú, Hóa học thực phẩm, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1999.
[ 1]
[ 2] The INA MVP home page, Information on the INA's Methods Validation, Anthocyanin
Content in Bilberry by pH-Differential Spectrophotometry INA Method 116.000
[ 3] Wrolstad, R. E., Color and Pigment Analyses in Fruit Products, Agricultural
Experiment Station, Oregon State University, Station Bulletin 624, Reprinted May
1993.
[ 4] Giusti, M. M., Rodriguez-Saona, Wrolstad, R.E., Molar Absorptivity and Color
Characteristics of Acylated and Non-Acylated Pelargonidin-Based Anthocyanins, J.
Agric. and Food Chemistry, 1999, vol. 47, No. 11, pp 4631 – 4637.
[ 5] Kouki ONO, Naho SUGIHARA, Yuko HIROSE, Kumiko KATAGIKI, An examination
of optimal extraction solvents for anthocyanin pigments from Black Rice produced in
Gifu, Gifu City Women’s Research Bulletin, 2003, 52, pp 135-138.
nguon tai.lieu . vn
