Ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất với sự hỗ trợ siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím (Allium ascalonicum)

Chia sẻ: Thi Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

97
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này đã đánh giá ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất với sự hỗ trợ siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím (Allium ascalonicum) dựa vào hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử. Kết quả nghiên cứu cho thấy loại dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian và nhiệt độ chiết có ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím. Nghiên cứu đã xác định được điều kiện thích hợp để thu được dịch chiết có hoạt tính chống oxy hóa cao là dùng nước cất với tỷ lệ 10 ml/g hành củ chiết xuất trong 15 phút ở 40o C.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất với sự hỗ trợ siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím (Allium ascalonicum)

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 1/2017 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN CHIẾT XUẤT VỚI SỰ HỖ TRỢ SIÊU ÂM ĐẾN HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA DỊCH CHIẾT TỪ CỦ HÀNH TÍM (Allium ascalonicum) EFFECTS OF ULTRASOUND-ASSISTED EXTRACTION CONDITIONS ON ANTIOXIDANT ACTIVITY OF EXTRACTS FROM ONION BULBS (Allium ascalonicum) Huỳnh Nguyễn Duy Bảo1, Trần Thị Loan1, Phạm Thị Hiền1 Ngày nhận bài: 05/7/2016; Ngày phản biện thông qua: 17/8/2016; Ngày duyệt đăng: 10/3/2017 TÓM TẮT Nghiên cứu này đã đánh giá ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất với sự hỗ trợ siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím (Allium ascalonicum) dựa vào hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử. Kết quả nghiên cứu cho thấy loại dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian và nhiệt độ chiết có ảnh hưởng đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím. Nghiên cứu đã xác định được điều kiện thích hợp để thu được dịch chiết có hoạt tính chống oxy hóa cao là dùng nước cất với tỷ lệ 10 ml/g hành củ chiết xuất trong 15 phút ở 40oC. Từ khóa: Hành tím (Allium ascalonicum), hoạt tính khử gốc tự do, tổng năng lực khử, hoạt chất sinh học ABSTRACT This study evaluated the inﬂuence of ultrasound assisted extraction conditions on antioxidant activity of onion bulbs (Allium ascalonicum) extracts through DPPH free radical scavenging activity and total reducing power. The results showed that extraction solvents, onion bulbs-to-solvent ratio, extraction time and extraction temperature affected the antioxidant activity of onion extracts. The best condition to produce an extract with high antioxidant activity was achieved by using distilled water in a ratio of 10 ml/g onion bulbs, at 40°C in a 15 minunte time frame Keywords: Onion (Allium ascalonicum), radical scavenging activity, total reducing power, bioactive compounds I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, an toàn vệ sinh thực phẩm đang trở thành một vấn đề chung của toàn thế giới. Nhiều quy định nghiêm cấm hoặc hạn chế sử dụng các chất bảo quản, phụ gia tổng hợp trong bảo quản và chế biến thực phẩm vì chúng gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng. Bên cạnh đó, người tiêu dùng có xu hướng ngày càng ưa chuộng 1 các loại thực phẩm sử dụng chất bảo quản, phụ gia có nguồn gốc tự nhiên. Do đó, nghiên cứu sử dụng các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học để bảo quản, chế biến thực phẩm đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Đặc biệt là những hoạt chất sinh học ức chế hoạt động enzyme, chống oxy hóa và kháng khuẩn từ các nguồn nguyên liệu ăn được trong tự nhiên. Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 91 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Hành thuộc họ Alliaceae, chi Allium. Chúng được sử dụng phổ biến khắp nơi trên thế giới, chủ yếu là dùng làm gia vị trong chế biến thực phẩm và làm thuốc chữa bệnh. Hành có chứa các hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe bao gồm các sulfur hữu cơ như cepaenes và thiosulﬁnate, các ﬂavonoid như quercetin và kaempferol, các chất màu như anthocyanin. Những hoạt tính sinh học đáng chú ý là tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, ngăn ngừa ung thu bàng quang, não, vú, đại tràng, phổi, buồng trứng và dạ dày, cải thiện chức năng thận, tăng cường chức năng miễn dịch, ngăn ngừa tiểu đường, HIV/AIDS, bệnh tim mạch và chống oxy hóa [4]. Hoạt tính chống oxy hóa in vitro của dịch chiết từ năm loài thuộc họ hành, gồm Allium nevsehirense, A. sivasicum, A. dictyoprosum, A. scrodoprosum và A.atroviolaceum, đã được báo cáo bởi [15]. Những nghiên cứu sau đó cũng đã chứng minh hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ hành đỏ [13-14] và phế liệu chế biến hành [9]. Điều này cho thấy có thể ứng dụng dịch chiết hành để chống oxy hóa trong bảo quản thực phẩm, đặc biệt phù hợp với những loại thực phẩm có sử dụng hành làm gia vị như thịt, cá… Việt Nam có điều kiện rất thuận lợi cho trồng các loài hành, đặc biệt là hành tím được trồng phổ biến ở một số tỉnh thành như: thị xã Vĩnh Châu - tỉnh Sóc Trăng, huyện đảo Lý Sơn - tỉnh Quảng Ngãi, huyện Ninh Hải - tỉnh Ninh Thuận, huyện Gò Công - tỉnh Tiền Giang, huyện Ba Tri - tỉnh Bến Tre, huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh và thành phố Bạc Liêu - tỉnh Bạc Liêu. Tuy nhiên, những nghiên cứu về hoạt chất sinh học trong hành ở Việt Nam còn rất hạn chế, hầu hết là nghiên cứu để ứng dụng vào chữa bệnh cho người và động vật [1-3]. Mặc dù đã có những nghiên cứu chiết xuất hoạt chất sinh học từ hành nhưng khả năng ứng dụng vào thực phẩm bị hạn chế bởi dư lượng dung môi chiết còn lại trong dịch chiết hoặc chế phẩm sinh học thu được có thể gây ra mất an toàn thực phẩm. Để giải quyết vấn đề trên, nghiên cứu này đã tiến hành xác định 92 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 1/2017 ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất hoạt chất sinh học chống oxy hóa từ củ hành tím theo hướng tiếp cận công nghệ xanh bằng cách sử dụng nước và ethanol để chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm thay thế cho các dung môi chiết độc hại. Từ đó tìm ra điều kiện chiết xuất hoạt chất sinh học chống từ củ hành tím thích hợp cho ứng dụng trong thực phẩm. II. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nguyên vật liệu và hóa chất 1.1. Nguyên vật liệu Củ hành tím (Allium ascalonicum) sử dụng trong nghiên cứu này được trồng tại huyện đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi và được Công ty TNHH Hải đảo Lý Sơn phân phối tại siêu thị BigC, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa. Hình 1. Củ hành tím (Allium ascalonicum) 1.2. Hóa chất 2,2 diphenyl-1picrylhydrazine (DPPH), Bovine serum albumin (BSA), Folin-Ciocalteu reagent được mua từ Công ty Sigma-Aldrich, Hoa Kỳ. Các hóa chất còn lại là loại đạt tiêu chuẩn dùng cho phân tích hóa học, được mua từ Công ty Loba Chemie, Ấn Độ và Công ty Wako, Nhật Bản. 2. Phương pháp nghiên cứu Thí nghiệm ảnh hưởng của điều kiện chiết xuất (loại dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian chiết, nhiệt độ chiết và số lần chiết) với sự hỗ trợ siêu âm đến hoạt tính sinh học chống oxy của dịch chiết từ củ hành tím được tiến hành như sau: Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản 2.1. Thí nghiệm ảnh hưởng của loại dung môi Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ hành tím đã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml dung môi, các loại dung môi khảo sát gồm: nước cất, ethanol 20%, ethanol 40%, ethanol 60%, ethanol 80% và ethanol 99,5%. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10 (g/ml) rồi đưa đi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 20KHz trong thời gian 10 phút ở 30 ± 2oC. Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1, bổ sung thêm dung môi vào dịch lọc cho đủ 500 ml dịch chiết. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 - 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của loại dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa và chọn dung môi thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ hành tím trong các thí nghiệm tiếp theo. 2.2. Thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ hành tím đã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi như sau: 1/5, 1/10, 1/15, 1/20 và 1/25 (g/ml) rồi đưa đi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 20KHz trong thời gian 10 phút ở 30 ± 2oC. Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1, bổ sung thêm dung môi vào dịch lọc cho đủ 1.250 ml dịch chiết. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 - 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa và chọn tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ hành tím trong các thí nghiệm tiếp theo. 2.3. Thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian chiết Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ hành tím đã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml Số 1/2017 dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp rồi đưa đi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 20KHz ở 30 ± 2oC trong các khoảng thời gian khác nhau: 5, 10, 15, 20 và 25 phút. Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1, bổ sung thêm dung môi vào dịch lọc cho đủ bằng thể tích dung môi đã sử dụng để chiết xuất. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 – 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa và chọn thời gian thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ hành tím trong các thí nghiệm tiếp theo. 2.4. Thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ chiết Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ hành tím đã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp rồi đưa đi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 20KHz trong thời gian thích hợp ở các nhiệt độ khác nhau: 10, 20, 30, 40 và 50oC (dao động tại mỗi nhiệt độ thí nghiệm là ± 2oC). Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1, bổ sung thêm dung môi vào dịch lọc cho đủ bằng thể tích dung môi đã sử dụng để chiết xuất. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 - 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa và chọn nhiệt độ thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ hành tím trong các thí nghiệm tiếp theo. 2.5. Thí nghiệm ảnh hưởng của số lần chiết Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ hành tím đã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp rồi đưa đi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 93 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản tần số 20KHz ở nhiệt độ thích hợp trong khoảng thời gian thích hợp. Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1. Đối với các mẫu chiết 2 lần và 3 lần, phần bã sau khi chiết lần chiết 1 được tiến hành chiết lại tương ứng 1 và 2 lần nữa với các thông số và cách chiết như lần đầu. Mẫu chiết 1 lần không lặp lại quá trình chiết. Dịch lọc thu được từ các lần chiết nhập chung lại rồi bổ sung thêm dung môi cho đủ bằng tổng thể tích dung môi đã sử dụng để chiết xuất 3 lần. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 - 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của số lần chiết đến hoạt tính chống oxy hóa và chọn số lần chiết thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ hành tím. 3. Phương pháp phân tích Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím được đánh giá dựa vào khả năng Số 1/2017 khử gốc tự do DPPH được phân tích theo phương pháp của [6] và dựa vào tổng năng lực khử được phân tích theo phương pháp của [10]. 4. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu trình bày trong bài báo này là giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm. Tính giá trị trung bình và vẽ đồ thị sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2013. Sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p < 0,05) của các giá trị trung bình được phân tích trên phần mềm thống kê R phiên bản 2.6.2. III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím được thể hiện trên Hình 2. Hình 2. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH (a) và tổng năng lực khử (b) của dịch chiết từ củ hành tím Kết quả phân tích phương sai chỉ ra rằng dung môi chiết có ảnh hưởng (P < 0,001) đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím. Hình 2 cho thấy hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím giảm (P < 0,05) khi nồng độ ethanol của dung môi chiết tăng từ 0 - 80%. Mẫu dịch chiết từ củ hành tím bằng ethanol 80% và 99,5% không có sự khác biệt 94 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG (P > 0,05) về hoạt tính khử gốc tự do DPPH cũng như tổng năng lực khử. Điều này có lẽ là do các hoạt chất chống oxy hóa ﬂavonoid có trong hành như quercetin, kaempferol, anthocyanin… là những hợp chất phân cực nên chúng hòa tan tốt trong các dung môi phân cực [11-12]. Chính vì vậy, khi tăng nồng độ ethanol của dung môi chiết đã làm giảm khả năng hòa tan các hoạt chất chống oxy hóa vào dung môi nên hoạt tính Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản chống oxy hóa của dịch chiết giảm. Trong điều kiện thí nghiệm này, dịch chiết từ củ hành tím bằng nước cất có hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử cao nhất nên đã chọn nước cất làm dung môi để chiết xuất chất chống oxy hóa từ củ hành tím. Số 1/2017 2. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím được thể hiện trên Hình 3. Hình 3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH (a) và tổng năng lực khử (b) của dịch chiết từ củ hành tím. Kết quả phân tích phương sai cho thấy tỷ lệ nguyên liệu/dung môi có ảnh hưởng (P < 0,001) đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím. Khi thay đổi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1/5 đến 1/10 đã làm tăng hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím (P < 0,001), nhưng hoạt tính đã không tăng thêm (P > 0,05) khi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thay đổi từ 1/10 đến 1/25 (Hình 3). Điều này phù hợp với lý thuyết chiết, khi tăng tỷ lệ dung môi chiết so với nguyên liệu sẽ làm tăng quá trình khuếch tán nên hiệu suất chiết tăng lên và khi tỷ lệ dung môi chiết đã đạt giá trị bão hòa lúc này nếu tiếp tục tăng tỷ lệ dung môi thì hiệu suất chiết cũng không tăng thêm [5]. Nghiên cứu này đã xác định được ở tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10 thu được dịch chiết từ củ hành tím có hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử cao nhất nên đã chọn tỷ lệ này để chiết xuất chất chống oxy hóa từ củ hành tím. 3. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ hành tím Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ hành tím được thể hiện trên Hình 4. Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH (a) và tổng năng lực khử (b) của dịch chiết từ củ hành tím. TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 95