Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của điều kiện sấy phun lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)

Chia sẻ: Mucnang Mucnang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận văn nhằm hoàn thiện quy trình sấy phun đài hoa bụp giấm. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện sấy phun bao gồm nhiệt độ sấy phun và tỉ lệ anthocyanin:maltodextrin lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của điều kiện sấy phun lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC VÀ FLAVONOID CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) Sinh viên thực hiện : Phan Phú Thắng Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Tp.HCM, tháng 10 năm 2019
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG  LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC VÀ FLAVONOID CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) Sinh viên thực hiện : Phan Phú Thắng Mã số sinh viên : 1511539695 Lớp : 15DTP1A Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Giáo viên hướng dẫn : ThS. Đặng Thanh Thủy Tp.HCM, tháng 10 năm 2019
TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 10 năm 2019 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Phan Phú Thắng Mã số sinh viên: 1511539695 Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Lớp: 15DTP1A 1. Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC VÀ FLAVONOID CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.) 2. Nhiệm vụ luận văn - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun và tỷ lệ chất mang lên hàm lượng phenolic tổng của bột sấy phun bụp giấm; - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun và tỷ lệ chất mang lên hàm lượng flavonoid tổng của bột sấy phun bụp giấm. 3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/6/2019 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 15/9/2019 5. Người hướng dẫn: Họ và tên Học hàm, học vị Đơn vị Phần hướng dẫn Đặng Thanh Thủy ....... Thạc sĩ ............................BM CNTP ....................... 100% Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn. Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) ThS. Nguyễn Thị Vân Linh ThS. Đặng Thanh Thủy
LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp, tôi xin cảm ơn giáo viên hướng dẫn của tôi, cô Đặng Thanh Thủy về những hướng dẫn và lời khuyên có giá trị. Tôi cảm thấy có động lực hơn trong suốt ba tháng làm thí nghiệm. Cô đã truyền cảm hứng cho tôi rất nhiều để hoàn thành dự án này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường đã cung cấp cho tôi những thông tin, hướng đi và nền tảng kiến thức cần thiết cho tôi đạt được những mục đích học tập của mình. Tôi muốn cảm ơn các anh chị trong phòng thí nghiệm đã giúp đỡ tôi trong khoảng thời gian qua. Nếu không có sự hiểu biết của anh chị về các thiết bị thì việc hoàn thành dự án của tôi sẽ rất khó khăn. Bên cạnh đó tôi dành một sự cảm ơn chân thành đến người thân gia đình, bạn bè luôn bên cạnh động viên và giúp đỡ tôi. Tôi xin kính chúc Quý thầy cô Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường và cô Đặng Thanh Thủy dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục sứ mệnh trồng người cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. iv
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của điều kiện sấy phun lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Đặng Thanh Thủy. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, không sao chép của bất cứ ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa học của nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại. Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về đề tài của mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định. Tp.HCM, ngày 06 tháng 10 năm 2019 Tác giả luận văn (Ký và ghi rõ họ tên) Phan Phú Thắng v
TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Trong nghiên cứu này ảnh hưởng của điều kiện sấy phun bao gồm nhiệt độ sấy phun (°C) và tỉ lệ anthocyanin:maltodextrin (w/w) lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.). Nhiệt độ sấy phun được khảo sát trong khoảng 150°C, 160°C và 170°C vả tỉ lệ anthocyanin:maltodextrin (w/w) được khảo sát ở những mức 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, 1:100. Kết quả nghiên cứu cho thấy tổng hàm lượng phenolic và flavonoid có trong bột hoa bụp giấm sấy phun bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ sấy phun và tỉ lệ chất mang. Nhìn chung, khi thay đổi nhiệt đầu vào trong khoảng 150–170°C thì hàm lượng flavonoid giảm đáng kể từ 4615.03–4507.13 (mg GAE/g DW) đến 3134.26–2883.42 (mg GAE/g DW) nhưng hàm lượng phenolic lại có xu hướng tăng từ 3874.02–4186.18 (mg GAE/g DW) đến 2768.65–3143.85 (mg GAE/g DW). Tuy nhiên, khi xem xét ảnh hưởng của tỉ lệ chất mang từ 1:50 đến 1:100, thông số này cho thấy tổng hàm lượng phenolic và flavonoid có trong bột bụp giấm sấy phun bị giảm đáng kể 4186.18–3874.02(mg GAE/g DW) đến 3143.85–2768.65 (mg GAE/g DW) và 4615.034291.71 (mg GAE/g DW) đến 3134.262883.42 (mg GAE/g DW) tương ứng. vi
MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... iii LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iv LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................v TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................. vi MỤC LỤC ............................................................................................................. vii DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................x Chương 1. MỞ ĐẦU.........................................................................................1 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .......................................1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................1 1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................1 1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................1 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................2 Chương 2. TỔNG QUAN.................................................................................3 2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO ..................................................................................3 2.1.1 Định nghĩa ................................................................................................3 2.1.2 Ưu điểm của vi bao ..................................................................................3 2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao ...................................................................................4 2.1.4 Vật liệu vi bao ..........................................................................................5 2.1.5 Phương pháp sấy phun .............................................................................5 2.2 POLYPHENOL.............................................................................................6 2.2.1 Định nghĩa ................................................................................................6 2.2.2 Cấu tạo .....................................................................................................7 2.3 FLAVONOID ................................................................................................8 2.3.1 Giới thiệu .................................................................................................8 2.3.2 Cấu tạo .....................................................................................................9 vii
2.4 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM .............................................................9 2.4.1 Giới thiệu .................................................................................................9 2.4.2 Lợi ích của hoa bụp giấm.......................................................................10 Chương 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........12 3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM .....................................................................12 3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT ....................................................12 3.2.1 Dụng cụ - thiết bị ...................................................................................12 3.2.2 Hóa chất .................................................................................................14 3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ..........................................14 3.3.1 Thời gian nghiên cứu .............................................................................14 3.3.2 Địa điểm nghiên cứu ..............................................................................14 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................14 3.4.1 Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm .......................................................14 3.4.2 Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ...........14 3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................15 3.5.1 Xác định hàm lượng phenolic tổng (TPC) .............................................15 3.5.2 Xác định hàm lượng flavonoid tổng (TFC) ...........................................15 3.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..........................................................15 Chương 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................16 4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN TPC ......................16 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SẤY PHUN LÊN TFC ......................18 Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................20 5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................20 5.2 KHUYẾN NGHỊ .........................................................................................20 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................21 viii
DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. ...................................................................4 Hình 2.2 Mô tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. ............................................................6 Hình 2.4 Cấu trúc polyphenol [18] ..................................................................................8 Hình 2.5 Cấu trúc chung của flavonoid [13] ...................................................................9 Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus) ...............................12 Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800 (Shimadzu Schweiz GmbH) .................................13 Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom Company Ltd.) ....................................................13 Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta Sensing Europe B.V.) ...................................13 Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS Instruments Co.,Ltd.) ........................................13 Hình 3.6 Máy cô quay chân không HS-2005V (JJS Technical Services) .....................13 Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH + Co.KG) ...................................................13 Hình 4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun (C) và tỷ lệ anthocyanin:maltodextrin (w/w) lên hàm lượng phenolic tổng (mg GAE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun ...............................................................................................................................16 Hình 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun (C) và tỷ lệ anthocyanin:maltodextrin (w/w) lên hàm lượng flavonoid tổng (mg CE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun ...............................................................................................................................18 ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt DW On a dry weight Theo chất khô ACN Anthocyanin Anthocyanin TPC Total phenolic content Hàm lượng phenolic tổng GAE Gallic acid equivalent Đương lượng acid gallic TFC Total flavonoid equivalent Hàm lượng flavonoid tổng CE Catechin equivalent Đương lượng catechin MD Maltodextrin Maltodextrin DE Dextrose equivalent Đương lượng dextrose rpm Rounds per minute Vòng/phút x
Chương 1. MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng ngày càng được quan tâm đến về việc sử dụng các chất màu tự nhiên hơn là các chất màu tổng hợp trong thực phẩm. Rất nhiều các loại dịch được trính ly từ các loại rau, củ, quả có màu sắc được tạo ra bởi các anthocyanin sử dụng cho chất màu thực phẩm. Anthocyanin là chất màu tự nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, có khả năng tan trong nước. Các anthocyanin có nhiều các hoạt tính sinh học có lợi cho sức khỏe con người như: khả năng chống oxy hóa, các bệnh về tim mạch, hen suyễn [1]. Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím và xanh đậm có nhiều trong các loại rau, hoa, quả, củ [2]. Các loại thực vật chứa nhiều anthocyanin như: bắp cải tím, bụp giấm, dâu tằm, dâu tây. Anthocyanin tích tụ chủ yếu ở trong tế bào biểu bì và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast. Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0.1–1.11% trong tổng hàm lượng chất khô. Trong các loài thực vật, hoa bụp giấm chứa nhiều các anthocyanin có khả năng chống oxy hóa. Anthocyanin là phân nhóm của flavonoid và cũng là các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm. Màu của anthocyanin thay đổi theo pH. Các anthocyanin chính trong hoa bụp giấm là delphinidin-3-glucoside và cyanidin-3-glucoside [3]. Tuy nhiên, anthocyanin thường không bền và dễ dàng bị suy thoái [2]. Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của điều kiện sấy phun bao gồm nhiệt độ sấy phun (°C) và tỉ lệ anthocyanin:maltodextrin (w/w) lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.). 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Tạo ra nguồn chất màu tự nhiên, đa dạng nguồn chất màu giúp giảm thiểu việc lạm dụng phẩm màu công nghiệp trong thực phẩm. 1.2.2 Mục tiêu cụ thể Hoàn thiện quy trình sấy phun đài hoa bụp giấm. Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện sấy phun bao gồm nhiệt độ sấy phun và tỉ lệ anthocyanin:maltodextrin lên hàm lượng phenolic và flavonoid của bột sấy phun bụp giấm. 1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun trong khoảng 150°C, 160°C và 170°C lên hàm lượng phenolic và flavonoid. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ chất mang ở các mức 1:50, 1:60, 1:70, 1:80, 1:90, 1:100 lên hàm lượng phenolic và flavonoid. 2
Chương 2. TỔNG QUAN 2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO 2.1.1 Định nghĩa Vi bao là quá trình trong đó các thành phần thực phẩm khác nhau có thể được lưu trữ trong một vỏ hoặc lớp phủ bảo vệ và sau đó giải phóng. Cụ thể hơn, vi bao là quá trình bao bọc các hạt nhỏ, chất lỏng hoặc chất khí trong một lớp phủ hoặc trong ma trận. Theo truyền thống, vi bao không sử dụng viên nang có chiều dài lớn hơn 3 mm. Các vi bao nằm trong phạm vi từ 100–1000 nm được phân loại là các vi bao. Các thành phần nằm trong khoảng từ 1–100 nm được phân loại là nanocapsules hoặc nanoencapsulation [4]. Thành phần được vi bao thường được gọi là hoạt chất, lõi, pha nội. Các vật liệu bao bọc hoạt động thường được gọi là vỏ, tường, lớp phủ, pha ngoại, pha hỗ trợ hoặc màng. Các vật liệu vỏ thường không hòa tan, không phản ứng với lõi và chiếm 1–80% trọng lượng của viên nang. Vỏ của vi bao có thể được làm từ đường, gum, protein, polysaccharide tự nhiên và biến tính, lipid, sáp và polymer tổng hợp [5]. Công nghệ vi bao được sử dụng rộng rãi để giúp ổn định các thành phần hoạt động trong các sản phẩm thực phẩm như các sản phẩm liên quan đến hương vị, kẹo cao su, kẹo, cà phê, chế phẩm sinh học, thực phẩm y tế, vitamin, khoáng chất hoặc enzyme. Các nguyên tắc chi phối sự ổn định sản phẩm mong muốn có thể kiểm soát thông qua cấu trúc của vi nang cung cấp để cải thiện hiệu suất trong các sản phẩm thực phẩm. Ứng dụng chính của công nghệ vi bao là mang lại sự thay đổi hóa lý mong muốn trong sản phẩm thực phẩm trong một khoảng thời gian mong muốn hoặc bằng cách sử dụng một cơ chế kích hoạt thích hợp. Có một sự hiểu biết để cải tiến về sự tương tác phần tử và các tính chất hóa lý của thành phần hoạt chất và thành phần vật liệu là rất quan trọng để tạo ra một hệ thống động. 2.1.2 Ưu điểm của vi bao Vi bao là một công nghệ được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp như dược phẩm, hóa chất, thực phẩm và nông nghiệp. Một lý do để sử dụng công nghệ vi bao là bảo vệ thành phần khỏi sự phân hủy do tiếp xúc với các yếu tố môi trường như nước, oxy, nhiệt và ánh sáng. Thông thường, điều này được thực hiện để cải thiện thời hạn sử dụng của hoạt chất. Trong một số trường hợp, vi bao có thể được sử dụng để che giấu mùi vị, mùi và màu sắc không mong muốn, do đó ngăn chặn sự ảnh hưởng xấu 3
đến chất lượng sản phẩm. Dễ xử lý là một lý do khác cho vi bao, vì nó có thể được sử dụng như một phương pháp đơn giản để chuyển đổi một thành phần thực phẩm lỏng thành dạng rắn. Vi bao có thể được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng và tương tác không mong muốn giữa các thành phần thực phẩm có hoạt tính và giữa các hoạt chất và các thành phần thực phẩm. Vi bao cũng giảm tính dễ cháy và dễ bay hơi của các thành phần thực phẩm khác nhau. Cuối cùng, vi bao có thể được sử dụng để kiểm soát việc bổ sung một thành phần thực phẩm vào cơ thể [6]. Các thành phần thực phẩm được vi bao sẽ có thể giữ tính ổn định trong suốt thời hạn sử dụng và điều kiện bảo quản của nguyên liệu [6] . 2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao Hình thái học (hình thức và cấu trúc) của hạt vi bao được chia thành hai loại: vi nang (microcapsule) và vi cầu (microsphere). Việc phân nhóm dựa trên phương pháp được sử dụng để sản xuất vật liệu. Vi nang được đặt tên như vậy bởi vì nó có hình thái vỏ lõi được xác định rõ. Theo truyền thống, các viên nang siêu nhỏ chỉ được tạo ra bằng phương tiện hóa học. Trong quá trình này, vi nang được hình thành trong bể chứa chất lỏng hoặc thiết bị phản ứng dạng ống [4]. Vi cầu được hình thành một cách cơ học thông qua quá trình nguyên tử hóa hoặc quá trình nghiền, theo đó các thành phần hoạt chất được phân bố trong ma trận [6]. Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. Một vi nang bao gồm nhiều thành phần khác nhau trong đó các thành phần hoạt tính và dạng ma trận polymer là hai thành phần quan trọng mà có thể kiểm soát được tốc độ khuếch tán. Về hình dạng, khả năng tương thích hóa lý và nhiệt động lực học của cả hai hoạt tính và ma trận polymer là rất quan trọng. Trong các hệ thống thực phẩm, lớp vỏ vi bao có thể cung cấp các chức năng khác nhau như bảo vệ các hoạt chất nhạy cảm như hương vị, vitamin, khoáng chất, chất béo 4
không bão hòa, các loại tinh dầu và muối từ oxy, nước và ánh sáng; xử lý thuận tiện bằng cách chuyển đổi các chất lỏng khó sử dụng để xử lý thành dạng bột. Từ góc độ hình học hoặc cấu trúc, các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định và giải phóng là hình dạng, kích thước, hình dạng và tải trọng của các. Thêm vào đó, trọng lượng phân tử, điện tích trên bề mặt, độ hòa tan, độ thấm nước và nhiệt độ là các thông số quan trọng. 2.1.4 Vật liệu vi bao Trong số các loại chất mang ưa nước được sử dụng trong lĩnh vực vi nang, carbohydrate là nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất. Carbohydrate được phân thành bốn loại: đường đơn hoặc monosaccharide (glucose và fructose), disaccharide (sucrose và lactose), oligosaccharide (maltodextrin và dextrin), và polysaccharide (tinh bột). Trong khi tất cả các loại carbohydrate có thể được sử dụng làm chất độn và chất phụ gia, các saccharide chuỗi dài hơn được coi là phù hợp như một ma trận tường. Polysaccharide thường được xem xét trong lớp vật liệu này. Polysaccharide cũng bao gồm các loại tinh bột biến tính, trong đó polysaccharide được biến đổi cấu trúc và thành phần để cung cấp các tính chất hòa tan, phân vùng và rào cản độc đáo cho thành phần thực phẩm hoạt động. Monosaccharide và disaccharide cung cấp cả độ nhớt thấp trong dung dịch và ảnh hưởng đến hương vị của vi nang. Tuy nhiên, chúng không cung cấp khả năng nhũ hóa các loại hương vị dầu. Kết quả là, một lượng nhỏ chất keo ổn định được sử dụng trong sức mạnh tổng hợp Theo bản chất của kích thước phân tử, mono- và disaccharide nhỏ hơn và dễ dàng phù hợp với không gian kẽ để ngăn chặn sự hình thành ranh giới hạt kết tinh hoặc tinh thể trong một polysaccharide, cho phép ổn định hơn hương vị của vi nang. Nó được thiết lập tốt rằng bẫy của các loại dầu hương vị ở trạng thái vô định hình mang lại sự ổn định cao hơn so với ma trận có độ kết tinh. Do đó, mono- và disaccharide có trọng lượng phân tử thấp thường được sử dụng với vật liệu polymer vốn đã thể hiện các đặc tính tinh thể. Lưu ý rằng carbohydrate phổ biến thể hiện các điểm gel bao gồm agar, agarose, carrageenan, pectin, guar gum và Konjacs, tất cả đều được coi là một lựa chọn thay thế cho gelatin. 2.1.5 Phương pháp sấy phun Sấy phun là phương pháp mà chất lỏng hoặc hỗn hợp (slurry) được chuyển thành dạng bột khô bằng cách nguyên tử hóa và được sấy khô nhờ dòng không khí nóng. [8]. 5
Hình 2.2 Mô tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. Một cấu hình chung cho sấy phun được thể hiện trong Hình 2.2. Ở đây, chất lỏng được phun thành giọt ở phía trên cùng của buồng. Những giọt lỏng nhỏ đi vào dòng chảy hỗn loạn của không khí nóng ở phía trên cùng của buồng cùng chiều với không khí nóng được gọi là dòng chảy cùng chiều (cocurrent). Các pha lỏng được nhanh chóng làm nóng và phân tử chất lỏng di chuyển lên bề mặt của giọt lỏng và chuyển sang pha khí. Khi những giọt lỏng hóa rắn, chúng bị cuốn theo dòng khí nóng và di chuyển đến một buồng lắng xoáy tâm nơi các chất rắn di chuyển ra khỏi buồng và tạo thành bột. Tất cả các máy sấy phun đều sử dụng các thành phần cơ bản này mặc dù có các biến thể trong cấu hình buồng, nguyên tử được sử dụng, thiết kế lốc xoáy, tái chế chất rắn, điều hòa khí hoặc tuần hoàn sau khi ngưng tụ hoặc làm mát, thiết kế luồng không khí và các thiết bị kèm theo. Máy sấy phun có thể có có năng suất dưới một lít mỗi giờ đến hàng ngàn lít mỗi giờ. 2.2 POLYPHENOL 2.2.1 Định nghĩa Polyphenol là các hợp chất thứ cấp phân bố rộng rãi trong giống loài thực vật. Chúng được chia thành nhiều lớp, ví dụ: acid phenolic (acid hydroxybenzoic và acid hydroxycinnamic), flavonoid (flavonol, flavone, flavanol, flavanone, isoflavone, proanthocyanidin) stilbene, và lignans, được phân bố trong thực vật và thực phẩm có nguồn gốc thực vật [9], [10]. Các hợp chất phenolic thường được tìm thấy trong cả hai loại thực vật ăn được và không ăn được, và chúng đã được báo cáo có nhiều tác dụng sinh học, bao gồm cả hoạt động chống oxy hóa. Các chất chiết xuất từ trái cây, rau 6
thơm, rau, ngũ cốc và các nguyên liệu thực vật khác giàu phenolics [9]. Phenolics là một thành phần quan trọng của chất lượng trái cây vì sự đóng góp của chúng đối với hương vị, màu sắc và tính chất dinh dưỡng của trái cây [11]. Các hợp chất phenolic này có thể được phân loại thành các nhóm khác nhau dựa vào số vòng phenol trong phân tử và các yếu tố cấu trúc liên kết các vòng này với nhau. Có bằng chứng cho thấy các chất phenol hoạt động như chất chống oxy hóa bằng cách ngăn chặn quá trình oxy hóa LDL lipoprotein, kết tụ tiểu cầu và tổn thương tế bào hồng cầu [11]. Ngoài ra, phenolic còn hoạt động như: (i) chelators kim loại, (ii) chống đột biến và chất chống ung thư, (iii) tác nhân kháng khuẩn [12]. 2.2.2 Cấu tạo Polyphenol là chất chống oxy hóa phổ biến nhất trong chế độ ăn của con người và là thành phần phổ biến nhất và phổ biến rộng rãi trong thực vật. Polyphenol đại diện cho một loạt các hợp chất có nhiều nhóm hydroxyl trên vòng thơm. Các hợp chất này được phân loại thành các nhóm khác nhau dựa trên số vòng phenol và cách thức các vòng tương tác [13]. Polyphenol không chỉ bao gồm nhiều phân tử có cấu trúc polyphenol (tức là, một số nhóm hydroxyl trên vòng thơm) mà còn phân tử với một vòng phenol, chẳng hạn như acid phenolic và rượu phenolic. Chúng được coi là chất chuyển hóa thứ cấp và không có chức năng trao đổi chất cụ thể trong tế bào thực vật [14]. Polyphenol chứa ít nhất một vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl ngoài các nhóm thế khác, và polyphenol có thể được chia thành 15 loại chính theo cấu trúc hóa học [15]. Giữa các polyphenol là các hợp chất có một vòng thơm C6 của các acid hydroxybenzoic như hydroxytyrosol, tanin và acid galic, những acid có cấu trúc C6 - C3 của acid hydroxycinnamic như acid caffeic và acid coumaric, những cấu trúc C6 - C2 - C6 của stilbene như resveratrol, những người có cấu trúc của flavonoid C6 - C3 - C6, và những hợp chất khác có cấu trúc C6 - C4 - C6 của lignan như secoisolariciresinol [16]. Việc phân loại polyphenol phổ biến nhất là phân loại theo cấu trúc hóa học của aglycones. Tuy nhiên, theo nguyên tắc đó, các hợp chất polyphenol có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau. Theo chuỗi carbon của polyphenol, Harborne (1989) chia các hợp chất phenolic thành 16 nhóm chính: phenol đơn giản (khung C6), benzoquinone (khung C6), acid phenolic (khung C6 – C1), acetophenon (khung C6 – C2), acid phenylacetic (khung C6 – C2), acid hydroxycinnamic (khung C6 – C3), phenylpropenes (khung C6 – C3), coumarins và isocoumarins (khung C6 – C3), chromones (khung C6 – C3), naphthoquinones (khung C6 - C4), xanthones (khung C6 - C1 – C6), stilbenes (khung C6 – C2 – C6), anthraquinones (khung C6 – C2 – C6), 7
flavonoid (khung C6 – C3 – C6), lignin ((C6 – C3) n), lignan và neolignans (khung (C6 – C3)2) [17]. Hình 2.3 Cấu trúc polyphenol [18] 2.3 FLAVONOID 2.3.1 Giới thiệu Flavonoid là một nhóm các chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật được đặc trưng bởi cấu trúc diphenylpropane. Flavonoid thuộc nhóm chất tự nhiên có cấu trúc phenolic có thể biến đổi và được tìm thấy trong trái cây, rau, ngũ cốc, vỏ cây, rễ, thân, hoa, trà và rượu vang [19]. Những sản phẩm tự nhiên này được biết đến với tác dụng có lợi của chúng đối với sức khỏe lâu dài trước khi các flavonoid được phân lập như các hợp chất có hiệu quả. Hơn 4.000 loại flavonoid đã được xác định, nhiều trong số đó chịu trách nhiệm về màu sắc hấp dẫn của hoa, trái cây và lá [20]. Flavonoid có thể đóng một vai trò trong việc giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính liên quan đến chế độ ăn giàu thực phẩm có nguồn gốc thực vật. Một mối quan hệ tích cực giữa việc ăn các loại thực phẩm có chứa flavonoid và giảm nguy cơ phát triển ung thư và các bệnh tim mạch đã thực sự được quan sát thấy trong một số nghiên cứu dịch tễ học [21]–[25]. Các hệ thống thí nghiệm in vitro cũng cho thấy flavonoid có đặc tính chống viêm, chống dị ứng, kháng virus và chống ung thư [19]. Bằng chứng cũng cho thấy rằng một 8
số flavonoid có thể hữu ích trong điều trị một số bệnh [26]–[31]. Một số bằng chứng này xuất phát từ nghiên cứu thực vật được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị một loạt các bệnh lý, cho thấy flavonoid là thành phần hoạt tính sinh học phổ biến của những cây này [28]. 2.3.2 Cấu tạo Flavonoid là các hợp chất polyphenolic có chung một cấu trúc gồm hai vòng thơm (A và B), được liên kết với nhau bởi ba nguyên tử cacbon, tạo thành một vòng heterocycle oxy (vòng C). Dựa trên sự thay đổi trong loại heterocycle, flavonoid có thể được chia thành bảy phân lớp: flavonol, flavone, flavanone, flavanonol, flavanol, anthocyanidin và isoflavone. Sự khác biệt riêng biệt trong mỗi nhóm phát sinh từ sự thay đổi về số lượng và sự sắp xếp của các nhóm hydroxyl và alkyl hóa và / hoặc glycosyl hóa của chúng [13]. Hình 2.4 Cấu trúc chung của flavonoid [13] Bản chất hóa học của một flavonoid phụ thuộc vào lớp cấu trúc của nó và mức độ hydroxyl hóa / methoxyl hóa và liên hợp. Flavonoid chứa cấu trúc carbon C6 – C3 – C6, thay đổi xung quanh vòng oxy dị vòng đặc trưng. Tất cả các hợp chất flavonoid là các dẫn xuất của một cấu trúc 2-phenylchromone bao gồm ba vòng phenolic được gọi là các vòng A, B và C [32]. Những vòng này có thể biểu hiện các mô hình khác nhau của các liên hợp đường, acid và nhóm R, có thể đóng một vai trò quan trọng trong hoạt tính sinh học của hợp chất. 2.4 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM 2.4.1 Giới thiệu Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) là loại cây thuộc họ Cẩm quỳ sống lâu năm, dựng đứng, bụi rậm, thân thảo có thể mọc lên cao đến 2.4 m, với thân trơn hoặc gần như nhẵn, hình trụ, màu đỏ. Lá luân phiên với nhau, màu xanh với những gân lá màu đỏ và những chiếc phồng dài hoặc ngắn. Lá của cây con non và lá trên của cây già thì 9
đơn giản, mép lá dạng răng cưa. Hoa đơn lẻ, rộng đến 12.5 cm, màu vàng hoặc màu da bò, và biến thành màu hồng vì hoa sẽ tàn vào cuối ngày. Đài hoa màu đỏ, bao gồm 5 cánh hoa lớn với cuống hoa từ 8 đến 12 mảnh mỏng bao quanh gốc. Sau khi gia tăng kích thước, trở thành thịt, vị ngọt, dài từ 3.2–5.7 cm [33]. Quả hình trứng, có các lông nhỏ mọc xung quanh, bao quanh quả. Phần được sử dụng của cây là phần đài hoa và lá, phần đài hoa có tác dụng chống co thắt, hạ huyết áp và có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng. Hoa bụp giấm ở dạng khô hoặc tươi được sử dụng làm thức uống thảo dược, đồ uống lên men, rượu, kẹo [34], [35]. Ở Ai Cập, phần đài hoa được sử dụng ở dạng trà và thức uống lên men [36]. 2.4.2 Lợi ích của hoa bụp giấm Hoa bụp giấm đã được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc. Ở Ấn Độ, Châu Phi và Mexico, các dẫn xuất lá hoặc đài hoa thường được sử dụng như thuốc lợi tiểu, lờ đờ, hạ sốt, hạ huyết áp và làm giảm độ nhớt của máu [37]. Ở Guatemala, được sử dụng để điều trị say rượu [38]. Ở Bắc Phi, các chế phẩm từ đài hoa dùng để điều trị đau họng và ho [39]. Ở Ấn Độ, một chất đục từ hạt được sử dụng để làm giảm đau khi đi tiểu và khó tiêu. Trong y học dân gian Trung Quốc, hoa bụp giấm được sử dụng để điều trị rối loạn gan và huyết áp cao [38] Các thành phần chính của hoa bụp giấm có liên quan đến tính dược học là acid hữu cơ, anthocyanin, polysaccharide và flavonoid [40]. Anthocyanin là nhóm chất dẫn xuất của flavonoid và các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm và màu của anthocyanin thay đổi theo pH. Thành phần chính các anthocyanin có trong hoa bụp giấm và được sử dụng làm chất màu thực phẩm là: delphinidin-3-O-glucoside, delphinidin-3-O-sambubioside, cyanidin-3-glucoside, delphinidin-3-glucoside [3]. Ngoài ra, trong đài hoa bụp giấm còn có ascorbic acid, cyanidin-3-rutinose [41]. Các chiết xuất của đài hoa bụp giấm khô đã được biết là có chứa các thành phần hóa học như acid hữu cơ (acid citric, acid ascorbic, acid maleic, acid hibiscic, acid oxalic, acid tartaric), phytosterol, polyphenol, anthocyanin và các chất chống oxy hóa tan trong nước khác [41], [42]. Các acid hữu cơ cùng với các thành phần hoạt tính sinh học có khả năng bắt gốc tự do [43]. Hiệu quả sức khỏe có lợi chủ yếu là do các phân tử hoạt tính sinh học này. Bảng 1 cho thấy phần polyphenolic (hợp chất hoạt tính sinh học) có trong chiết xuất của bụp giấm theo báo cáo của các nhóm nghiên cứu khác nhau. Jabeur et al. (2017) đã báo cáo gần đây acid oxalic, acid shikimic và fumaric 10