Xem mẫu
- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU THU NHẬN ANTHOCYANIN TỪ PHẾ
LIỆU GẠO ĐEN VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH
KHÁNG OXY HÓA
Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC
Giảng viên hướng dẫn : TS. NGUYỄN LỆ HÀ
Sinh viên thực hiện : LÊ TRÍ KIỂNG
MSSV: 1151110478 Lớp: 11DSH05
TP. Hồ Chí Minh, 2015
- Đồ án tốt nghiệp
LỜI CAM ĐOAN
Là sinh viên năm năm cuối của Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh,
nay được vinh dự làm đồ án tốt nghiệp để hoàn tất chương trình học của mình. Tôi
cam đoan đây là nghiên cứu do tôi tiến hành tại phòng thí nghiệm Khoa Công nghê
Sinh học-Thực phẩm-Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh.
Những số liệu trong bài hoàn toàn trung thực chưa từng có ai công bố.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2015
Sinh viên thực hiện
Lê Trí Kiểng
- Đồ án tốt nghiệp
LỜI CẢM ƠN
Tận đáy lòng con xin gửi vạn lời cảm ơn đến cha mẹ, cha mẹ đã gian lao nuôi
dạy con thành người và là người thầy đầu đời của con. Cha mẹ luôn là chỗ dựa vững
chắc nhất của con, là người giúp con đứng vững sau mỗi lần vấp ngã, là nguồn động
viên, động lực để con tiếp tục phấn đấu trong cuộc sống.
Với lòng biết ơn sâu sắc. Em xin chân thành cảm ơn toàn thể quý Thầy Cô
Khoa Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi trường, cùng toàn thể Thầy Cô Trường
Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt cho em
những kiến thức quý báo về cơ sở ngành cũng như chuyên ngành từ ngày em bước
chân vào giảng đường đại học.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn TS.Nguyễn Lệ Hà, người thầy đáng kính,
đã luôn tận tình chỉ dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành phần thực
nghiệm của đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Huỳnh Văn Thành và thầy Nguyễn Trung
Dũng đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đồ án tại phòng thí nghiệm Khoa
Công nghệ sinh học-Thực phẩm-Môi trường, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí
Minh.
Cảm ơn tất cả các bạn lớp 11DSH05 đã luôn khích lệ, động viên và giúp đỡ
mình trong suốt quá trình học tập tại trường và trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2015
SVTH: Lê Trí Kiểng
- Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ______________________________________ v
DANH MỤC CÁC BẢNG _____________________________________________vi
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH _______________ vii
MỞ ĐẦU __________________________________________________________ 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ____________________________________________ 7
1.1 Gạo đen._________________________________________________________ 7
1.1.1 Khái niệm ______________________________________________________ 7
1.1.2 Thành phần hóa học ______________________________________________ 7
1.2 Anthocyanin. _____________________________________________________ 8
1.2.1 Giới thiệu chung _________________________________________________ 8
1.2.2 Cấu trúc phân tử _________________________________________________ 8
1.2.3 Tính chất, đặc điểm. _____________________________________________ 12
1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến màu sắc và độ bền của anthocyanin. ____________ 13
1.2.4.1 Cấu trúc _____________________________________________________ 13
a) Cấu trúc chuyển hóa trong môi trường lỏng. _____________________________ 13
b) Cấu trúc hóa học __________________________________________________ 15
1.2.4.2 pH _________________________________________________________ 17
1.2.4.3 Nhiệt độ. ____________________________________________________ 18
1.2.4.4 Oxy. ________________________________________________________ 19
1.2.4.5 Enzyme _____________________________________________________ 20
1.2.4.6 Ánh sáng. ____________________________________________________ 21
1.2.4.7 Đường và các sản phẩm biến tính của chúng _________________________ 21
1.2.4.8 Các ion kim loại. ______________________________________________ 22
i
- Đồ án tốt nghiệp
1.2.4.9 Sulfurdioxide (SO2) ____________________________________________ 23
1.2.4.10 Acid ascorbic ________________________________________________ 24
1.2.5 Sự phân bố của anthocyanin. ______________________________________ 25
1.2.6 Các anthocyanin đã được thương mại hóa ____________________________ 27
1.2.7 Ứng dụng của anthocyanin. _______________________________________ 27
1.3 Các thành tựu đạt được. ____________________________________________ 28
1.3.1 Phương pháp tách chiết anthocyanin_________________________________ 28
1.3.2 Phương pháp tách chiết anthocyanin từ quả dâu Hội An _________________ 28
1.3.3 Phương pháp tách chiết anthocyanin từ bắp cải tím. _____________________ 29
1.3.4 Phương pháp tách chiết anthocyanin từ gạo đen. _______________________ 30
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP. ____________________________ 31
2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu.____________________________________ 31
2.1.1 Thời gian. _____________________________________________________ 31
2.1.2 Địa điểm. _____________________________________________________ 31
2.2 Nguyên liệu– thiết bị - hoá chất. _____________________________________ 31
2.2.1 Nguồn gạo đen. _________________________________________________ 31
2.2.2 Một số hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ___________________________ 31
2.2.3 Một số dụng cụ và thiết bị chủ yếu dùng trong nghiên cứu________________ 32
2.2.3.1 Dụng cụ._____________________________________________________ 32
2.2.3.2 Thiết bị. _____________________________________________________ 32
2.3 Phương pháp nghiên cứu. __________________________________________ 33
2.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu. _________________ 34
2.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ mẫu gạo
đen _______________________________________________________________ 34
ii
- Đồ án tốt nghiệp
2.3.3 Thí nghiệm 3: Xác định ảnh hưởng của kích thước hạt đến hiệu quả trích ly
anthocyanin từ gạo đen. _______________________________________________ 35
2.3.4 Thí nghiệm 4: Xác định ảnh hưởng của xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu đến quá
trình trích ly anthocyanin từ gạo đen. ____________________________________ 37
2.3.5 Thí nghiệm 5: Xác định của tỷ lệ HCl trong pha chế dung môi để trích ly
anthocyanin từ gạo đen. _______________________________________________ 39
2.3.6 Thí nghiệm 6: Xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly anthocyanin từ gạo đen. 41
2.3.7 Thí nghiệm 7: Xác định thời gian thích hợp trích ly anthocyanin từ gạo đen. _ 43
2.3.8 Thí nghiệm 8: Xác định hoạt tính kháng oxy của anthocyanin. ____________ 45
2.3.9 Thí nghiệm 9: Xác định thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiết
anthocyanin cô đặc. __________________________________________________ 46
2.4 Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu ____________________ 47
2.5 Các phương pháp thống kê và xử lý số liệu _____________________________ 47
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN _______________________________ 48
3.1 Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu. __________________ 48
3.2 Thí nghiệm 2: Xác định bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ mẫu gạo đen
__________________________________________________________________ 48
3.3 Thí nghiệm 3: Xác định ảnh hưởng của kích thước hạt đến hiệu quả trích ly
anthocyanin từ gạo đen. _______________________________________________ 49
3.4 Thí nghiệm 4: Xác định ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu đến
quá trình trích ly anthocyanin từ gạo đen. _________________________________ 50
3.5 Thí nghiệm 5: Xác định của tỷ lệ HCl trong pha chế dung môi để trích ly anthocyanin
từ gạo đen. _________________________________________________________ 52
3.6 Thí nghiệm 6: Xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly anthocyanin từ gạo đen. _ 53
3.7 Thí nghiệm 7: Xác định thời gian thích hợp trích ly anthocyanin từ gạo đen. ___ 55
iii
- Đồ án tốt nghiệp
3.8 Thí nghiệm 8: Xác định hoạt tính kháng oxy của anthocyanin. ______________ 56
3.9 Thí nghiệm 9: Xác định thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiết
anthocyanin cô đặc. __________________________________________________ 58
KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ ___________________________________________ 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ____________________________________________ 69
PHỤ LỤC A PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CƯU
___________________________________________________________________ 1
PHỤ LỤC B SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM. _________________________________ 11
iv
- Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DPPH (2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl).
EtOH (Ethanol)
IC50 (Effective concentration of 50%).
MeOH (Methanol)
v
- Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của gạo đen. ............................................................... 7
Bảng 1.2. Các nhóm anthocyanin hiện có trong tự nhiên. ........................................ 10
Bảng 1.3. Một số anthocyanin phổ biến. ................................................................... 11
Bảng 1.4. Bảng các anthocyanin có nguồn gốc thực vật .......................................... 26
Bảng 3.1. Xác định độ ẩm nguyên liệu. .................................................................... 48
Bảng 3.2. So sánh giá trị IC50 của Ascorbic acid và anthocyanin. .......................... 57
Bảng 3.3. Kết quả khả năng kháng DPPH của anthocyanin theo thời gian cô quay.
..................................................................................................................................... 61
Bảng 3.4. Đánh giá sơ bộ cảm quan của dịch chiết anthocynin ............................... 67
vi
- Đồ án tốt nghiệp
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Gạo đen ........................................................................................................7
Hình 1.2. Cation Flavylium (R1 và R2 là OH, H hoặc OCH3, R3 là glucosyl hoặc H,
R4 là OH hoặc glucosyl) ............................................................................................... 9
Hình 1.3. Sự đổi màu của anthocyanin ở các pH khác nhau. ...................................12
Hình 1.4. Sơ đồ cấu trúc anthocyanin chuyển hóa trong nước. ................................ 14
Hình 1.5. Sơ đồ sự biến tính của anthocyanin 3,5-diglucoside tại pH 3,7 ...............18
Hình 1.6. Sự biến tính anthocyanin với phản ứng oxy hóa catechol. .......................20
Hình 1.7. Phản ứng ngưng tụ của A: Cyanidin và furural; B: Cyanidin ketobase và
furural .........................................................................................................................22
Hình 1.8. Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và anthocyanin. .....23
Hình 1.9. Sự chuyển hóa malvin thành malvone bởi H2O2 tạo thành từ sự oxy hóa
Ascorbic acid ..............................................................................................................24
Hình 1.10. Fla-2-ene được tạo thành từ phản ứng giữa Ascorbic acid và anthocyanin.
.....................................................................................................................................25
Hình 1.11. Quy trình tách chiết anthocyanin từ bắp cải tím. ....................................30
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình tóm tắt nội dung thí nghiệm ............................................33
Hình 2.2. Quy trình trích ly anthocyanin dự kiến ....................................................34
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm xác định kích thước nguyên liệu cho quá trình trích ly
anthocyanin từ gạo đen............................................................................................... 36
Hình 2.4. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu ......38
Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ HCl trong pha chế dung môi để trích ly
anthocyanin từ gạo đen............................................................................................... 40
Hình 2.6. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp để trích ly anthocyanin từ
gạo đen ........................................................................................................................42
Hình 2.7. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian trích ly anthocyanin từ gạo đen ......44
Hình 3.1. Quét quang phổ mẫu anthocyanin từ bước sóng 400-700nm trong dung môi
EtOH:0,1N HCl (85:15, v:v). .....................................................................................48
vii
- Đồ án tốt nghiệp
Hình 3.2. Ảnh hưởng của kích thước hạt nguyên liệu đến hàm lưởng anthocyanin từ
dịch chiết.....................................................................................................................49
Hình 3.3. Ảnh hưởng của chế độ xử lý nhiệt cho nguyên liệu đến hàm lượng
anthocyanin từ dịch chiết. ..........................................................................................50
Hình 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi EtOH:HCl 1% đến hàm lượng anthocyanin
từ dịch chiết. ...............................................................................................................52
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến hàm lượng anthocyanin
từ dịch chiết. ...............................................................................................................53
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến nồng độ anhthocynin trong dịch chiết.
.....................................................................................................................................55
Hình 3.7. Mối tương quan tuyến tính giữa % gốc tự do DPPH bị ức chế với Log[nồng
độ anthocyanin mg/ml]. .............................................................................................. 56
Hình 3.8. Mối tương quan tuyến tính giữa % gốc tự do DPPH bị ức chế với
Log[Ascorbic acid, µg/ml]. ........................................................................................57
Hình 3.9. Sự thay đổi nồng độ của anthocyanin trong dịch chiết bán thành phẩm theo
thời gian cô quay. .......................................................................................................58
Hình 3.10. Hiệu suất thu hồi anthocyanin trong quá trình cô quay dịch trích ly theo
thời gian. .....................................................................................................................59
Hình 3.11. Sự thay đổi về khối lượng của dịch chiết bán thành phẩm theo thời gian
cô quay. .......................................................................................................................59
Hình 3.12. Sự thay đổi về thể tích của dịch chiết bán thành phẩm theo thời gian cô
quay. ............................................................................................................................ 60
Hình 3.13. Ảnh hưởng của thời gian cô quay đến khả năng bắt gốc tự do DPPH của
dịch trích ly anthocyanin từ gạo đen. .........................................................................61
Hình 3.16. Sơ đồ quy trình trích ly anthocyanin từ gạo đen .....................................64
Hình 3.14. Dịch chiết anthocyanin trước cô quay. ...................................................67
Hình 3.15. Dịch chiết sau cô đặc ...............................................................................67
viii
- Đồ án tốt nghiệp
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
1.1 Đặt vấn đề.
Chất màu thực phẩm là một trong những phụ gia quan trọng, được sử dụng
không chỉ trong chế biến thực phẩm, mà cả trong công nghiệp mỹ phẩm, dược phẩm
và nhiều ngành công nghiệp khác… Nhu cầu về chất màu thực phẩm rất lớn và không
ngừng tăng lên trong những năm gần đây.
Do nước ta chưa sản xuất được, nên hầu hết các chất màu đều phải nhập từ
nước ngoài. Một số trường hợp, chất màu không rõ nguồn gốc hoặc không đạt tiêu
chuẩn gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng.
Trong đó, chất màu quan trọng và hiện diện ở hầu hết các loài thực vật là
anthocyanin. Mà gạo đen được xem là chứa anthocyanin với nồng độ tương đối cao.
Đây là nguồn cung cấp màu triển vọng, an toàn và sự tương tác với thực phẩm tạo ra
nhiều màu sắc đẹp mắt.
1.2 Lý do chọn đề tài.
Sử dụng tấm gạo đen làm nguồn trích ly anthocyanin bởi vì đây là phế liệu giá
thành rẻ, dễ bị hư hỏng do phần phôi gạo gãy chứa nhiều chất béo dễ bị oxy hóa.
Đây cũng là xu hướng đã và đang được Trung Quốc sử dụng anthocyanin như
một chất màu thực phẩm.
Hiện nay trong lĩnh vực thực phẩm, người ta sử dụng dịch uống Chlorophyll
như một thực phẩm chức năng có nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe. Nếu như đề tài
chứn mình được hoạt tính chống oxy hóa, để tạo dịch uống anthocyanin. Đây sẽ là
tiền đề cho dịch màu các thực phẩm khác nhau.
Những đặc tính quý báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất
màu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được, đã mở ra một
hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong
1
- Đồ án tốt nghiệp
đời sống hằng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biên thực phẩm. Điều đó hoàn toàn
phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác
chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn cao
cho người sử dụng.
Vì thế đề tài nghiên cứu thu nhận anthocyanin từ phế liệu gạo đen và hoạt tính
chống oxy hóa có ý nghĩa quan trọng đối với việc phát triển kinh tế và xã hội nước
ta. Và đó cũng là lý do nhóm nghiên cứu chọn đề tài này để nghiên cứu.
2. Tình hình nghiên cứu.
Trong nước.
Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự, Chiết tách anthocyanin từ quả dâu bằng nước
sunfured và một số đặc tính của chúng, tiến hành chiết anthocyanin thô với các dung
môi có nồng độ SO2 là 500ppm, 700ppm, 900ppm, 1100ppm và 1500ppm, bổ sung
1% HCl, nhiệt độ 30°C, thời gian chiết 30 phút. Kết quả thu được hàm lượng
anthocyanin khi nồng độ SO2 đạt 1100ppm là cao nhất.
Nguyễn Thị Lan, Lê Thị Lạc Quyên, nghiên cứu ảnh hưởng của hệ dung môi
đến khả năng chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu cao từ dâu tây Hội An,
trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẳng. Kết quả chọn được hệ dung môi tốt
cho quá trình chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu cao từ quả dâu là ethanol -
nước - HC1, với tỷ lệ dung môi ethanol - nước là 1:1 (với 1 % HC1) để hàm lượng
anthocyanin thu được nhiều nhất.
Nguyễn Thị Phương Anh, Nguyễn Thị Lan, nghiên cứu ảnh hưởng của pH
đến màu anthocyanin từ bắp cải tím ứng dụng làm chất chỉ thị an toàn trong phân
tích hóa học và thực phẩm, tạp chí Khoa Học Đà Nẳng. Kết quả khẳng định màu
anthocyanin thay đổi từ đỏ đến xanh khi môi trường thay đổi từ acid sang kiềm.
Huỳnh Thị Kim Cúc và các cộng sự, xác định hàm lượng anthocyanin trong
một sổ nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai, tiến hành nghiên cứu xác
định được hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả thuộc khu vực
2
- Đồ án tốt nghiệp
miền trung Việt Nam bằng phương pháp pH vi sai. Kết quả cho thấy một số nguyên
liệu có hàm lượng anthocyanin tương đối cao như: quả dâu ta 1,188 %; bắp cải tím
0,909%; lá tía tô 0,397%; trà đỏ 0,335%, vỏ nho 0,564%, vỏ cà tím 0,441%.
Trên thế giới.
Hàng năm theo ước tính tại các nước châu Âu khoảng 10000 tấn vỏ quả nho
được trích để thu được khoảng 50 tấn anthocyanin. Các phẩm màu gốc anthocyanin
có thể là dung dịch cô đặc hoặc dạng bột có chứa các phụ gia khác.
Chất nhuộm màu nói chung và chất nhuộm màu thực phẩm nói riêng đã được
người dân các nước trên thế giới sử dụng vào cuộc sống từ thời xa xưa. Một chất màu
được dùng cho thực phẩm nhất thiết phải hội đủ ba tiêu chuẩn về mặt y tế của chất
phụ gia thực phẩm:
+ Nhuộm thực phẩm thành màu theo mục đích, phù hợp với công nghệ chế
biến thực phẩm.
+ Không có độc tính (gồm cả độc tính cấp, bán cấp và trường diễn)
+ Không là nguyên nhân hoặc tác nhân gây bệnh.
Ngoài ra, do yêu cầu riêng của thực phẩm, các chất nhuộm màu dùng trong
lĩnh vực này không gây mùi lạ và làm thay đổi chất lượng thực phẩm.
Sử dụng các chất màu thực phẩm do có quan hệ trực tiếp đến sức khoẻ và tính
mạng con người. Vì vậy ở nhiều quốc gia và vùng lãnh thổ đã ban hành luật về sử
dụng chất màu trong thực phẩm. Trong các Bộ luật về chất màu thực phẩm, các chất
màu có nguồn gốc là sắc tố thực vật (chất màu tự nhiên) được quy định ưu tiên.
Tóm lại, hiện nay nghiên cứu chất màu thực phẩm trên thế giới được quan tâm
rất lớn ở nhiều quốc gia với nhiều hướng nghiên cứu mới. Trong các hướng nghiên
cứu đó, tìm kiếm và chiết tách chất màu từ thực vật vẫn được ưu tiên hàng đầu trong
các nghiên cứu. Trong đó bao gồm chất màu anthocyanin (E163) với những đặc tính
sinh học quý báu và an toàn cao. (Lưu Đàm Cư, 2005)
3
- Đồ án tốt nghiệp
3. Mục đích nghiên cứu.
Xác định các thông số thích hợp cho quá trình trích ly chất màu anthocyanin
nhằm tách chiết tối đa anthocyanin từ nguyên liệu phù hợp cho mục đích ứng dụng
vào thực phẩm.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.
Để thực hiện mục đích nghiên cứu, nhóm nghiên cứu thực hiện các thí nghiệm
như sau:
- Xác định độ ẩm ban đầu của nguyên liệu.
- Xác định bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ gạo đen.
- Xác định ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình trích ly
anthocyanin.
- Xác định ảnh hưởng của xử lý nhiệt sơ bộ cho nguyên liệu đến quá trình trích
ly anthocyanin.
- Xác định tỷ lệ dung môi thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin.
- Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin.
- Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin.
- Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanin.
- Xác định thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiết anthocyanin cô
đặc.
5. Phương pháp nghiên cứu.
- Phương pháp thu thập thông tin: Phương pháp nghiên cứu tài liệu làm cơ sở
bố trí thí nghiệm. Sử dụng phần mềm Endnote để tìm tài liệu.
- Thực hành trong phòng thí nghiệm.
4
- Đồ án tốt nghiệp
- Kết quả được xử lý bằng phần mềm thống kê Stagraphics Plus 4.0
- Vẽ đồ thị bằng phần mềm excel 2013, GraphPad Prism.
6. Các kết quả đạt được của đề tài
Đã xác định được các thông số thích hợp cho quá trình trích ly chất màu
anthocyanin nhằm tách chiết tối đa anthocyanin từ nguyên liệu phù hợp cho mục đích
ứng dụng vào thực phẩm:
- Xác định được độ ẩm ban đầu của nguyên liệu là 11,26% ± 0,04.
- Xác định được bước sóng hấp thu cực đại của anthocyanin từ gạo đen là
λmax=535nm trong dung môi EtOH:HCl 1N.
- Kích thước nguyên liệu là 0,0098 inches cho hiệu quả trích ly anthocyanin
với hàm lượng cao nhất.
- Nguyên liệu ở điều kiện nhiệt độ phòng cho hiệu quả trích ly anthocyanin
với hàm lượng cao nhất.
- Xác định được tỷ lệ dung môi thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin là
EtOH:HCl 1% 95:5 (v:v).
- Xác định được nhiệt độ thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin là 55oC.
- Xác định thời gian thích hợp cho quá trình trích ly anthocyanin là 60 phút.
- Xác định được hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanin với giá trị IC50 =
636 (µg/ml).
- Xác định được các thông số cho quá trình cô quay thu nhận dịch chiết
anthocyanin cô đặc. Thời gian cô quay thích hợp là 15 phút. Nhiệt độ cô quay ở 40-
45oC. Nồng độ anthocyanin trong dịch chiết sau cô quay đạt 19,086 mg/ml. Thể tích
dịch sau cô quay còn lại 21,288 % so với thể tích ban đầu (100ml).
5
- Đồ án tốt nghiệp
7. Kết cấu của đồ án.
Nội dung của báo cáo đồ án tốt nghiệp được sắp xếp theo thứ tự như sau:
Nội dung báo cáo gồm có 3 chương :
- Chương 1 : Tổng quan
- Chương 2 : Vật liệu và phương pháp
- Chương 3 : Kết quả, thảo luận
6
- Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Gạo đen.
1.1.1 Khái niệm
Gạo sẫm màu có 2 loại là gạo nếp (nếp cẩm) và gạo lứt huyết rồng. Gạo đen
khác với gạo lứt (brown rice) và chứa lượng dưỡng chất lớn hơn. Lớp cám bên ngoài
chứa một lượng đáng kể vitamin E, có tác dụng tốt cho hệ thống miễn dịch và bảo vệ
các tế bào thoát khỏi sự hủy hoại của gốc tự do. Hơn nữa, theo nghiên cứu của Trung
tâm Nông nghiệp Đại học bang Louisiana tại Baton Rouge, gạo đen chứa nhiều chất
chống oxy hóa anthocyanin hơn các loại gạo khác.
Hình 1.1. Gạo đen
1.1.2 Thành phần hóa học
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của gạo đen.
Thành phần Tỷ lệ %
Nước 14
Protein 8,2
Lipid 1,5
Glucid 74,9
Acid hữu cơ 0,6
Tro 0,8
7
- Đồ án tốt nghiệp
1.2 Anthocyanin.
1.2.1 Giới thiệu chung
Các Anthocyanỉn hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nước lớn
nhất trong thế giới thực vật. Hiện diện hầu hết ở các thực vật bậc cao, chủ yếu ở lá,
hoa, rễ thân. Thường được tìm thấy ở các tế bào bên ngoài. Thuật ngữ anthocyanin
bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó Anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos - nghĩa
là hoa và Kysanesos - nghĩa là màu xanh. Tuy nhiên, không chỉ có màu xanh,
anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực rỡ khác như hồng, đỏ, cam
và các gam màu trung gian. Các anthocyanìn khi mất hết nhóm đường được gọi là
anthocyanidin hay aglycon. Mỗi anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các
loại đường và các acid khác tại các vị trí khác nhau. Vì thế lượng anthocyanin lớn
hơn anthocyanidin từ 15-20 lần. Chúng được sử dụng làm phụ gia thực phẩm với ký
hiệu là E613.
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân
cực nên tan tốt trong dung môi phân cực.
Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa. Khi kết hợp với
đường là cho phân tử anthocyanin hòa tan hơn. (http://www.food-
info.net/uk/colour/anthocyanin.htm).
1.2.2 Cấu trúc phân tử
Anthocyanin là những glucoside do gốc đường glucose, glactose… kết hợp
với gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được
mô tả trong hình 1. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7; thường được
gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn vào vị trí 3 gọi là
monoglycoside, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycoside.
Anthocyanin là những hợp chất glycoside của anthocyanidin hiện có trong
thiên nhiên bao gồm các dẫn xuất polyhydro và polymethoxy của 2 -
phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium.
8
- Đồ án tốt nghiệp
Sự khác nhau giữa các anthocyanin được xác định bởi sự khác nhau giữa số
lượng và vị trí của nhóm hydroxyl trong phân tử; mức độ methyl hóa của nhóm
hydroxyl; bản chất, vị trí của các nhóm đường gắn vào phân tử; bản chất số nhóm
acid mạch thắng hay mạch vòng gắn vào phân tử.
Hình 1.2. Cation Flavylium (R1 và R2 là OH, H hoặc OCH3, R3 là glucosyl
hoặc H, R4 là OH hoặc glucosyl)
Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí
R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH3.
Các anthocyanin khi bị mất hết các nhóm đường được gọi là anthocyanidin
hay aglycone, mỗi anthocyanindin có thể bị glycosyl hóa và acyl hóa bởi các loại
đường và các acid khác nhau tại những vị trí khác nhau nên số lượng anthocyanin lớn
hơn 10-20 lần so với số lượng anthocyaninidin
Sự glycosyl hóa các anthocyanin có thể xảy ra ở vị trí 7, 3’, 4’, 5’ đối với nhóm
hydroxyl. Tuy nhiên, do án ngữ không gian nên sự glycosyl hóa không thể xảy ra ở
vị trí 3’ và 4’.
Căn cứ vào vị trí và số nhóm đường gắn vào anthocyanidin mà người ta phân
loại anthocyanin thành 18 nhóm trong đó có dạng thông dụng nhất là 3-monoside, 3-
bioside, 3,5-diglycoside và 3,7-diglycoside.
Các loại đường thông thường nhất liên kết với anthocyanidin là glucose, các
mono saccharide (rhamnose, galactose, xylose, arabinose), các disaccharide
9
nguon tai.lieu . vn
