Thu nhận polyphenol từ cây ngô

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 4/2014<br /> <br /> THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC<br /> <br /> THU NHẬN POLYPHENOL TỪ CÂY NGÔ<br /> RECOVERY OF POLYPHENOL FROM MAIZE<br /> Đặng Xuân Cường1, Lê Tuấn Anh2, Vũ Ngọc Bội3, Bùi Minh Lý4<br /> Ngày nhận bài: 07/5/2014; Ngày phản biện thông qua: 07/8/2014; Ngày duyệt đăng: 01/12/2014<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Polyphenol với hoạt tính (chống oxy hóa tổng, khử sắt và bắt gốc tự do DPPH) của cây ngô đã được tập trung nghiên<br /> cứu. Thân, rễ cây ngô và râu ngô đã được sử dụng như nguồn polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa. Kết quả nghiên cứu<br /> cho thấy, thân cây ngô có hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa cao nhất. Polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa được chiết từ thân cây ngô bằng nước với tỷ lệ DM/NL 60/1 (v/w) trong thời gian 32 giờ ở 600C. Dịch chiết polyphenol<br /> này hoàn toàn có thể ứng dụng làm đồ uống chức năng.<br /> Từ khóa: Polyphenol, cây ngô, chống oxy hóa, thu nhận, hoạt tính<br /> <br /> ABSTRACT<br /> Polyphenol with activities (total antioxidant, reducing power and free radical scavenging DPPH) of maize were<br /> focused on research. Husk, roots of maize and corn silk were used as the sources of polyphenol with antioxidant activities.<br /> The research showed that, polyphenol content with antioxidant activities in maize husk are the highest. Polyphenol with<br /> antioxidant activities from husk of maize were efficiently extracted using water with solvent-to-material ratio of 60/1 (v/w)<br /> during 32 hours at 600C. This polyphenol extract could be absolutely used into the functional drink.<br /> Keywords: Polyphenol, maize, antioxidant, recovery, activity<br /> <br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Cây ngô (Zea mays L.) là cây lương thực quan<br /> trọng phục vụ đời sống của con người từ thuở sơ<br /> khai. Ngoài ra, cây ngô có vị ngọt, tính ẩm, ích<br /> khí, điều hoà ngũ tạng, nên chúng còn đóng vai trò<br /> như nguồn dược liệu, giúp con người ngăn ngừa<br /> và hỗ trợ điều trị những bệnh lý như: động mạch<br /> vành, nhồi máu cơ tim, suy tim, tai biến mạch não,<br /> sỏi thận, giúp điều chỉnh lượng mỡ máu, ngăn ngừa<br /> bệnh tim mạch, tăng cường hoạt động của ruột<br /> già,... [2]. Cây ngô chứa rất nhiều hoạt chất sinh học<br /> như polyphenol (acid gallic, lignin,...), chlorophyll,<br /> lysin,.... Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra,<br /> hợp chất polyphenol là hoạt chất an toàn với các<br /> khả năng chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm,<br /> kháng ung thư,....[10] và polyphenol từ cây ngô<br /> cũng đã và đang được quan tâm nghiên cứu [9].<br /> <br /> Tính đến năm 2013, tổng diện tích trồng ngô cả nước<br /> ta là 1,1 - 1,2 triệu ha với năng suất bình quân là 4,5<br /> tấn hạt/ ha, đồng nghĩa có 4,5 tấn phụ phẩm/ha [1].<br /> Trong khi đó, phụ phẩm tại Việt Nam chủ yếu<br /> được dùng làm phân bón, thức ăn gia súc và<br /> nhiên liệu sinh học, chưa có nghiên cứu nào về chiết<br /> polyphenol từ phụ phẩm này và ứng dụng chúng<br /> trong thực phẩm. Do vậy, bài báo này tập trung trình<br /> bày về điều kiện thu nhận polyphenol từ cây ngô<br /> định hướng ứng dụng trong thực phẩm, thực phẩm<br /> chức năng.<br /> II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU<br /> 1. Đối tượng nghiên cứu<br /> Cây ngô lai số 01 (sweet corn) trồng ở Diên<br /> Khánh - Khánh Hòa từ tháng 02/2013 - 04/2013.<br /> <br /> ThS. Đặng Xuân Cường, 4 PGS. TS. Bùi Minh Lý: Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang (VAST)<br /> TS. Lê Anh Tuấn: Viện Nuôi trồng thủy sản - Trường Đại học Nha Trang<br /> 3<br /> TS. Vũ Ngọc Bội: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang<br /> 1<br /> 2<br /> <br /> 16 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> 2. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1. Phương pháp thu mẫu, xử lý mẫu và chiết<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa<br /> Cây ngô được lấy ngẫu nhiên trên cùng một<br /> thửa 2.000m2. Tiếp theo sấy lạnh mẫu ở 500C đến<br /> hàm ẩm 19% và xay nhỏ tới kích thước 2 - 4mm.<br /> Sau đó, bảo quản mẫu đã xay nhỏ ở 100C để tiến<br /> hành nghiên cứu. Phương pháp chiết được sử dụng<br /> là phương pháp ngâm dầm. Thân, rễ và râu cây ngô<br /> được chiết ở nhiệt độ phòng trong thời gian 24 giờ<br /> với tỷ lệ DM:NL là 20:1 (v/w). 100% ethanol 96%<br /> được sử dụng để chiết. Dịch chiết được lọc và đánh<br /> giá hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa. Sau khi lựa chọn được thành phần cây ngô<br /> có hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa cao, tiến hành nghiên cứu điều kiện chiết với<br /> các yếu tố đầu vào như sau: loại dung môi chiết<br /> (nước, ethanol, ethyl acetate, n- hexan và chloroform),<br /> tỷ lệ DM:NL 20:1 - 80:1 (v/w) với bước nhảy là<br /> 10:1 (v/w), nhiệt độ chiết 400C - 800C với bước nhảy<br /> là 100C, thời gian chiết 16 - 48 giờ với bước nhảy<br /> là 8 giờ (h) và pH dung môi chiết từ 3 - 9 với bước<br /> nhảy là 1. Mỗi nghiệm thức sử dụng 100g mẫu khô<br /> để nghiên cứu.<br /> 2.2. Phương pháp phân tích<br /> - Định lượng polyphenol theo phương pháp của<br /> Swanson và cs (2002) [11]. Lấy 300μl dịch mẫu bổ<br /> sung 01ml Folin-Ciocalteu 10%, giữ 5 phút. Sau đó<br /> thêm vào 2 ml Na2CO3 10%, trộn đều, giữ 90 phút<br /> trong bóng tối và đo độ hấp thụ ở bước sóng 750nm.<br /> Acid gallic được sử dụng làm chất chuẩn.<br /> - Xác định hàm ẩm theo TCVN 5613 : 1991.<br /> - Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TA) được xác định<br /> theo phương pháp của Prieto và cộng sự (1999) [8].<br /> Lấy 100µl mẫu bổ sung 900µl nước cất và thêm 3<br /> ml dung dịch A (H2SO4 0,6 M, sodium phosphate<br /> 28mM và ammonium molybdate 4mM). Hỗn hợp<br /> được giữ 90 phút ở 950C. Sau đó đo độ hấp thụ ở<br /> bước sóng 695nm với chất chuẩn là ascorbic acid.<br /> - Hoạt tính khử Fe (RP) được xác định theo<br /> phương pháp của Zhu và cs (2002) [12]. Lấy 500µl<br /> dịch mẫu bổ sung 0,5ml đệm phosphate pH = 7,2<br /> và 0,2 ml K3[Fe(CN)6] 1%. Giữ hỗn hợp 20 phút ở<br /> 500C. Sau đó thêm vào 500µl CCl3COOH 10% với<br /> sự bổ sung 300µl nước cất và 80µl FeCl3 0,1%.<br /> Tiếp theo đo độ hấp thụ ở bước sóng 655nm<br /> <br /> Đồ thị 1. Hàm lượng polyphenol ở từng phần cây ngô<br /> <br /> Số 4/2014<br /> với chất chuẩn là FeSO4.<br /> - Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH tiến hành<br /> theo Blois và cs (1958) [5], lấy lần lượt 200µl,<br /> 400µl, 600µl, 800µl và 1000µl dịch chiết vào 5 ống<br /> nghiệm, rồi bổ sung 3ml DPPH (25mg/l) vào từng<br /> ống nghiệm làm dung dịch mẫu (mẫu). Ở dung dịch<br /> trắng (mẫu trắng) làm tương tự mẫu nhưng thay<br /> DPPH bằng 3ml cồn tuyệt đối vào từng ống. Mẫu<br /> kiểm soát chuẩn bị bằng cách làm giống như mẫu<br /> trắng nhưng thay dịch chiết bằng DPPH. Giữ các<br /> hỗn hợp trong tối ở nhiệt độ phòng. Sau 30 phút tiến<br /> hành đo độ hấp thụ ở bước sóng 550nm. Công thức<br /> tính phần trăm bắt gốc như sau:<br /> <br /> - Đánh giá độ sạch bằng cách xác định tỷ lệ<br /> hàm lượng polyphenol trên chất khô của dịch<br /> chiết. Tỷ lệ này càng cao, thì độ sạch càng lớn.<br /> Các mẫu được đo độ hấp thụ trên máy UV-Vis<br /> Spectrophotometer JenWay 6400/ 6405.<br /> 2.3. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm<br /> - Folin-Ciocalteu, acid gallic, sodium phosphate,<br /> ammonium molybdate, K3[Fe(CN)6], CCl3COOH<br /> FeCl3, FeSO4 và DPPH của Merck. Na2CO3, H2SO4<br /> và pH chuẩn của Sigma.<br /> - Dung môi sử dụng nghiên cứu chiết của Trung<br /> Quốc. Ethanol của Việt Nam.<br /> 3. Phân tích dữ liệu<br /> Thí nghiệm được lặp lại (n = 3). Tính toán độ<br /> tin cậy của số liệu, phân tích ANOVA, hồi quy bằng<br /> phần mềm Excell.<br /> III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN<br /> 1. Đánh giá hàm lượng polyphenol ở thân, rễ và<br /> râu của cây ngô<br /> Kết quả cho thấy, hàm lượng polyphenol với<br /> hoạt tính chống oxy hóa tổng tăng theo trình tự: rễ,<br /> râu và thân (hình 1 và 2). Hoạt tính khử sắt lại tăng<br /> theo trình tự: râu, rễ và thân (hình 2). Tuy nhiên<br /> phân tích ANOVA thấy rằng không có sự khác biệt<br /> mang tính thống kê về hoạt tính chống oxy hóa ở rễ<br /> và râu. Hoạt tính khử sắt và hàm lượng polyphenol<br /> ở râu, rễ và thân có sự khác biệt mang tính thống<br /> kê ( F > Fcrit).<br /> <br /> Đồ thị 2. Hoạt tính chống oxy hóa của từng phần cây ngô<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 17<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> Hàm lượng polyphenol từ thân cây ngô tương<br /> đương 2,413 ± 0,02g acid gallic/ 100g mẫu khô (đồ<br /> thị 1) và hoạt tính chống oxy hóa tổng tương đương<br /> 5,354 ± 0,003g acid ascorbic/100g mẫu khô (đồ<br /> thị 2). Hoạt tính khử sắt của râu ngô tương đương<br /> 7,048 ± 0,006 g FeSO4/100g mẫu khô, và chỉ đạt<br /> 97% so với rễ và 60% so với thân (đồ thị 2). Tính<br /> toán khả năng bắt gốc tự do thấy rằng, rễ có khả<br /> năng bắt gốc DPPH thấp nhất, cao nhất ở thân với<br /> (84,4 ± 0,2)%. Hoạt tính bắt gốc tự do của rễ và<br /> râu tương ứng bằng 92,6% và 94,9% so với ở thân.<br /> Phân tích ANOVA thấy, hoạt tính bắt gốc tự do ở<br /> thân, râu và rễ có sự khác biệt mang tính thống kê<br /> (F > Fcrit).<br /> Như vậy thấy rằng, thân, rễ và râu cây ngô đều<br /> phù hợp cho việc chiết tách polyphenol với hoạt tính<br /> chống oxy hóa. Tuy nhiên, hàm lượng polyphenol<br /> với hoạt tính chống oxy hóa ở thân là nhiều nhất.<br /> Do đó, thân cây ngô được lựa chọn làm nguyên<br /> liệu chiết tách polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa phục vụ thử nghiệm sản xuất đồ uống giàu<br /> polyphenol từ cây ngô.<br /> 2. Ảnh hưởng của điều kiện chiết lên khả năng<br /> chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa<br /> 2.1. Lựa chọn dung môi chiết thích hợp<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa nhiều nhất<br /> ở dịch chiết nước và ethanol. Dịch chiết ethanol<br /> sạch hơn dịch chiết nước vì không chứa nhiều tạp<br /> chất như protein, carbohydrate,... Trong khi đó, độ<br /> sạch của polyphenol ở các phân đoạn ethyl acetate,<br /> n-hexan và chloroform là cao hơn cả. Ở dịch chiết<br /> nước, hàm lượng polyphenol đạt 2,558 ± 0,03 g acid<br /> gallic/ 100g mẫu khô, tương ứng với 106%, 2,34%,<br /> 5,824% và 6,424% so với dịch chiết ethanol, EtOAc,<br /> n-hexan và chloroform. Hoạt tính chống oxy hóa<br /> tổng và khử sắt ở dịch chiết này tương ứng 5,659 ±<br /> 0,002 g acid ascorbic và 12,515g FeSO4/100g mẫu<br /> khô. Trong khi đó, hoạt tính chống oxy hóa tổng và<br /> khử sắt ở dịch chiết chloroform là thấp nhất so với<br /> các dịch chiết thu được, tương ứng 0,889g acid<br /> ascorbic và 0,160 g FeSO4/100g mẫu khô (đồ thị 3).<br /> Phân tích cho thấy, hàm lượng polyphenol không<br /> phân cực chiếm 0,439 ± 0,005g acid gallic/ 100g<br /> mẫu khô. Hàm lượng polyphenol phân cực mạnh<br /> chiếm đến 2,413 ± 0,02g acid gallic/100g mẫu khô<br /> (đồ thị 3).<br /> <br /> 18 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Số 4/2014<br /> <br /> Đồ thị 3. Hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa của thân cây ngô<br /> <br /> Phân tích ANOVA thấy rằng, sự tương quan<br /> giữa hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa rất cao (R2 > 0,99). Tuy nhiên sự tương tác giữa<br /> hàm lượng polyphenol ở các phân đoạn với hoạt<br /> tính chống oxy hóa tổng mạnh mẽ hơn so với hoạt<br /> tính khử sắt. Kết quả nghiên cứu khả năng bắt gốc tự<br /> do DPPH giảm theo trình tự: nước/ ethanol/ EtOAc/<br /> n-hexan/ chloroform, tương ứng 86,7%/ 84,4%/<br /> 82,7%/ 76,5%/ 71,5%. Phân tích sự tương tác giữa<br /> các mục tiêu thấy rằng chúng có sự tương quan<br /> dương với nhau. Tài liệu [6] đã sử dung acetonitril<br /> và dichlomethane trên đối tượng trà đen. Dung môi<br /> nước được sử dụng trong nghiên cứu [7]. Như vậy<br /> thấy rằng mỗi đối tượng và mục đích tách chiết khác<br /> nhau sẽ sử dụng những dung môi khác nhau.<br /> Do vậy từ kết quả thực nghiệm, nước được lựa<br /> chọn làm dung môi chiết.<br /> 2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa tăng lên theo<br /> tỷ lệ DM:NL. Hàm lượng polyphenol với hoạt tính<br /> chống oxy hóa ở các tỷ lệ DM:NL 60:1 - 80:1 (v/w)<br /> không có sự khác biệt mang tính thống kê khi phân<br /> tích ANOVA (F < Fcrit). Khoảng dao động về hàm<br /> lượng polyphenol trong khoảng DM:NL 10:1 - 80:1<br /> (v/w) tương ứng 1,103 ± 0,02 - 3,219 ± 0,04g acid<br /> gallic/100g mẫu khô (đồ thị 4).<br /> <br /> Đồ thị 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM:NL lên khả năng chiết<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 4/2014<br /> <br /> Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, hàm lượng<br /> polyphenol tăng dần khi tăng lượng dung môi,<br /> và lượng polyphenol thu được nhiều nhất ở tỷ lệ<br /> DM:NL là 60:1 (v/w), khi tiếp tục tăng lượng dung<br /> môi lên thì lượng polyphenol thu được không tăng<br /> lên mà có xu hướng tiệm cận ngang. Nguyên nhân<br /> của sự thay đổi trên là do khi lượng dung môi quá ít,<br /> không đủ để hòa tan, trích ly hết lượng polyphenol<br /> ra khỏi tế bào. Do đó, khi tiếp tục tăng lượng dung<br /> môi thì hàm lượng polyphenol thu được có sự tăng<br /> mạnh. Tuy nhiên, khi ngâm chiết với lượng dung môi<br /> quá nhiều, mà hàm lượng polyphenol trong nguyên<br /> liệu là một số cố định nên sẽ nhanh chóng dẫn đến<br /> sự cân bằng giữa các pha, làm hiệu quả trích ly<br /> polyphenol không tăng.<br /> Đánh giá hoạt tính bắt gốc tự do DPPH thấy<br /> rằng, độ dao động nằm trong khoảng (62,5 ± 0,2)% (86,7 ± 0,3)%. Hoạt tính bắt gốc tự do cao nhất lại ở<br /> tỷ lệ DM:NL 20:1 (v/w), thấp nhất ở tỷ lệ DM:NL 80:1<br /> (v/w). Điều này hoàn toàn phù hợp thực nghiệm và<br /> lý thuyết, vì xác định khả năng bắt gốc tự do chỉ<br /> dựa vào thể tích mẫu thử, không nhân với tổng thể<br /> tích dịch chiết hay quy đổi tương đương. Phân tích<br /> ANOVA và hồi quy cho thấy, tất cả các hàm mục<br /> tiêu đều tuân theo phương trình phi tuyến bậc 2 với<br /> hệ số tương quan lớn hơn 0,9, đồng nghĩa là hàm<br /> lượng polyphenol có sự tương quan mạnh mẽ với<br /> hoạt tính chống oxy hóa. Từ đó thấy rằng kết quả<br /> nghiên cứu là phù hợp với lý thuyết. So sánh với các<br /> tài liệu [1, 6, 7] thấy rằng, mỗi đối tượng đều phải sử<br /> dụng một tỷ lệ DM:NL khác nhau.<br /> Do đó, tỷ lệ DM:NL được chọn để chiết là<br /> 60:1 (v/w).<br /> 2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy, hàm lượng<br /> polyphenol cao nhất tương ứng với 3,526 ± 0,025g<br /> acid gallic/100g mẫu khô khi chiết ở nhiệt độ 600C<br /> (đồ thị 5). Hàm lượng polyphenol thấp nhất khi chiết<br /> ở nhiệt độ phòng. Sự phụ thuộc của hàm lượng<br /> polyphenol vào nhiệt độ tuân theo mô hình phi tuyến<br /> bậc 2 với sự tương quan tốt (R2 = 0,8678).<br /> y = -0,0176x2 + 0,1871x + 3,0052<br /> <br /> Mặc dù hàm lượng polyphenol bị suy giảm khi<br /> chiết ở nhiệt độ cao hơn 600C, hoạt tính chống oxy<br /> hóa vẫn tăng và cao nhất khi chiết ở 800C. Ở 800C,<br /> hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt tương ứng<br /> 7,539 ± 0,005g acid ascorbic và 16,692g FeSO4/100g<br /> mẫu khô. Khả năng bắt gốc tự do DPPH cao nhất<br /> ở nhiệt độ chiết 600C, tương ứng (88,02 ± 0,25)%<br /> và sự tương tác giữa nhiệt độ với DPPH tuân theo<br /> hàm phi tuyến bậc 2. Khi chiết ở 700C và 800C,<br /> khả năng bắt gốc tự do chỉ bằng (70,12 ± 0,3)%<br /> đến (80 ± 0,1)% so với khi chiết ở 600C. Khả<br /> năng bắt gốc tự do khi chiết ở nhiệt độ phòng đến<br /> 500C, dao động trong khoảng (61,5 ± 0,5)% đến<br /> (76,8 ± 0,41)%. Điều này chứng tỏ, khi nhiệt độ chiết<br /> tăng sẽ làm tăng hiệu quả của quá trình chiết tách,<br /> hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa tăng lên rõ<br /> rệt. Polyphenol kém bền khi ở nhiệt độ trên 600C.<br /> Đồng thời một số hoạt chất như carbohydrate, hoặc<br /> hợp chất phi polyphenol được chiết ra, dẫn đến hoạt<br /> tính chống oxy hóa vẫn tăng.<br /> Phân tích ANOVA và hồi quy cho thấy hàm<br /> lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa có sự<br /> tương quan mạnh mẽ (R2 > 0,9). Điều này chứng tỏ<br /> hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết bị ảnh hưởng<br /> mạnh bởi polyphenol. Quan hệ giữa hàm lượng<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử<br /> sắt tương ứng với phương trình phi tuyến bậc 2 sau:<br /> y = -2,8355x2 + 42,513x - 155,85<br /> y = -1,0724x2 + 34,764x – 278<br /> Khoảng nhiệt độ chiết được nghiên cứu cũng<br /> phù hợp với khoảng nhiệt độ chiết ở tài liệu [6],<br /> điều này cho thấy khoảng nhiệt độ nghiên cứu là<br /> phù hợp để chiết polyphenol, đồng thời phù hợp để<br /> phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật nâng cao hiệu quả<br /> chiết polyphenol. Do vậy, nhiệt độ chiết được chọn<br /> là 600C.<br /> 2.4. Ảnh hưởng của thời gian chiết<br /> Kết quả cho thấy, hàm lượng polyphenol cao<br /> nhất ở thời gian chiết 32 giờ, tương ứng 3,674 ±<br /> 0,03g acid gallic/100g mẫu khô (đồ thị 6).<br /> <br /> Đồ thị 5. Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết lên hàm lượng<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa<br /> <br /> Đồ thị 6. Ảnh hưởng của thời gian chiết lên khả năng chiết<br /> polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 19<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> Khi chiết ở 48 giờ, hoạt tính chống oxy hóa<br /> tổng và khử sắt cao nhất, tương đương với 7,602 ±<br /> 0,026g acid ascorbic/100g mẫu khô và 16,812 ±<br /> 0,004g FeSO4/100g mẫu khô (đồ thị 6). Khi chiết<br /> với thời gian 16 giờ, hoạt tính chống oxy hóa tổng<br /> và khử sắt là thấp nhất, tương ứng 5,782 ± 0,021 g<br /> acid ascorbic và 12,071 ± 0,005g FeSO4/100g mẫu<br /> khô. Hoạt tính bắt gốc tự do DPPH cao nhất khi<br /> chiết ở 32 giờ. Khoảng dao động về khả năng bắt<br /> gốc nằm trong khoảng (59,75 ± 0,3)% đến (90,56 ±<br /> 0,4)%. Điều này chứng tỏ, thời gian càng dài, khả<br /> năng hòa tan hoạt chất càng tăng, trong thân cây<br /> ngô không chỉ có polyphenol mà còn nhiều hoạt<br /> chất chống oxy hóa khác.<br /> Phân tích ANOVA và hồi quy thấy hoạt tính<br /> chống oxy hóa với hàm lượng polyphenol có sự<br /> khác biệt mang ý nghĩa thống kê (F > Fcrit). Hàm<br /> lượng polyphenol biến đổi theo mô hình phi tuyến<br /> bậc 2, trong khi đó hoạt tính chống oxy hóa biến đổi<br /> theo mô hình tuyến tính. Tuy nhiên, sự tương tác<br /> giữa hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy<br /> hóa rất mạnh mẽ (R2 > 0,9).<br /> Căn cứ vào kết quả thu được thấy có sự thay<br /> đổi về hàm lượng polyphenol cũng như hoạt tính<br /> chống oxy hóa ở các khoảng thời gian chiết tách<br /> khác nhau. Tuy nhiên sự thay đổi này là không quá<br /> lớn trong các khoảng thời gian chiết dài. Thời gian<br /> ngâm chiết càng lâu thì hàm lượng và hoạt tính<br /> chống oxy hóa càng tăng, song thời gian chiết quá<br /> dài sẽ không mang lại hiệu quả. Trong các khoảng<br /> thời gian thử nghiệm, hàm lượng và hoạt tính chống<br /> oxy hóa đạt được cao nhất sau 32 giờ ngâm chiết.<br /> Do sử dụng phương pháp ngâm chiết nên điều kiện<br /> chiết tách polyphenol trong thời gian ngắn không<br /> mang lại hiệu quả cao. Thực tế thấy rằng thân cây<br /> ngô có cấu trúc rắn chắc nên thời gian tách chiết và<br /> phá hủy cấu trúc tế bào lâu hơn so với vật liệu dễ<br /> phá vỡ cấu trúc như trà xanh [1]. Do vậy, thời gian<br /> chiết 32 giờ được lựa chọn để nghiên cứu.<br /> 2.5. Xác định pH chiết thích hợp<br /> Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng<br /> polyphenol thu được tăng dần khi pH tăng từ 3<br /> đến 8, nhưng khi pH tăng đến 9 thì hàm lượng<br /> polyphenol thu được có xu hướng giảm. Ở pH 8,<br /> hàm lượng polyphenol thu được đạt cực đại, tương<br /> đương 3,662 ± 0,02g acid gallic/100g mẫu khô<br /> (đồ thị 7). Tuy nhiên hoạt tính chống oxy hóa và khử<br /> sắt lại có xu hướng ngược lại với cực tiểu ở pH 7.<br /> Hoạt tính chống oxy hóa tổng và khử sắt cao nhất ở<br /> pH 9, tương ứng 33.085 ± 0,017g acid ascorbic/100g<br /> mẫu khô và 70,623 ± 0,035g FeSO4/100g mẫu khô<br /> (đồ thị 7).<br /> <br /> 20 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Số 4/2014<br /> <br /> Đồ thị 7. Ảnh hưởng pH chiết lên khả năng chiết polyphenol<br /> với hoạt tính chống oxy hóa<br /> <br /> Điều này chứng tỏ lượng lớn hoạt chất lignin<br /> sinh học đã được chiết ra bởi môi trường acid và<br /> kiềm. Đồng thời polyphenol phân cực mạnh có<br /> nguồn gốc từ thân cây ngô không bền trong môi<br /> trường acid và kiềm. Do đó hoạt tính chống oxy<br /> hóa tăng lên là do tăng hàm lượng lignin và giảm<br /> hàm lượng polyphenol không bền trong acid và/<br /> hoặc kiềm. Hoạt tính chống oxy hóa cũng tuân theo<br /> quy luật biến đổi của hoạt tính chống oxy hóa tổng<br /> và khử sắt, với cực tiểu tại pH 7, cực đại ở pH 9.<br /> Tại pH 9, hoạt tính bắt gốc tự do DPPH tương ứng<br /> (93,5 ± 0,33)%.<br /> Phân tích ANOVA và hồi quy thấy, các hoạt<br /> tính chống oxy hóa tương quan mạnh mẽ với nhau<br /> (R2 > 0,9) và tuân theo mô hình hồi quy tuyến tính.<br /> Hàm lượng polyphenol tương quan với hoạt tính<br /> chống oxy hóa theo hàm phi tuyến. Điều này cũng<br /> có nghĩa là ngoài polyphenol có độ hấp thụ ở 750nm<br /> còn có các polyphenol (lignin,…) tan trong môi trường<br /> kiềm hoặc acid có độ hấp thụ 280nm. Thực nghiệm<br /> cho thấy nếu chọn pH kiềm hay pH acid đều phải<br /> chuẩn về pH 6 – 8 ở đồ uống, đồng thời cần nhiều<br /> công đoạn nữa để thành đồ uống hợp tiêu chuẩn.<br /> Trong khi đó pH trung tính đã được sử dụng trong y<br /> học cổ truyền đối với thân cây ngô [2]. Thực nghiệm<br /> cho thấy chiết ở pH khác 7 thu được polyphenol có<br /> độ sạch cao hơn so với các pH khác. Các dữ liệu<br /> nghiên cứu ở các pH khác nhau sẽ được lựa chọn<br /> dựa vào mục đích nghiên cứu hoặc ứng dụng sản<br /> phẩm trong thực tế.<br /> Trong nghiên cứu này, pH 7 được chọn để sử<br /> dụng cho nghiên cứu tiếp theo.<br /> 2.6. Xác định số lần chiết<br /> Tại công đoạn này, số lần chiết được lặp lại 2<br /> lần với các thông số được cố định đã nghiên cứu ở<br /> trên. Thực nghiệm chỉ ra, hoạt tính chống oxy hóa<br /> tổng cao nhất là 16,702 ± 0,02 g acid ascorbic/100g<br /> mẫu khô, hoạt tính khử sắt cao nhất tương đương<br /> 7,541 ± g FeSO4/100g mẫu khô và hàm lượng<br /> <br />