khÓa luẬn tỐt nghi p -...

`

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHOA LUÂN TỐT NGHIỆP

SAN XUÂT LYCOPENE TƯ GÂC VỚI QUY MÔ

CÔNG NGHIÊP

Trình độ đào tạo : Đại học chính quy

Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học

Chuyên ngành : Công nghệ hóa dầu

Giảng viên hướng dẫn : ThS.Vu Thị Hông Phương

Sinh viên thực hiện : Nguyên Trung Hâu

MSSV: 12030085 Lớp: DH12HD

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC & CNTP

-----o0o-----

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

-----o0o-----

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyên Trung Hâu. MSSV: 12030085.

Ngày, tháng, năm sinh: 19/07/1994. Nơi sinh: Cà Mau.

Ngành: Công nghệ kĩ thuật Hóa học.

I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu trich ly bột lycopene tư gâc hướng đên ứng dung sản

xuât thưc phâm chưc năng va my phâm .

II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- So sanh hiêu suât trich ly , ưu va nhươc điêm cua cac phương phap trich ly

lycopene tư gâc.

- Trich ly lycopene tư dầu gâc băng phương pháp xà phong hóa với kiêm sư

dung propylene glycol .

- Khảo sát ảnh hưởng của nông đô KOH , tôc đô khuây , nhiệt độ phản ứng ,

thời gian xà phong hóa và lương dung môi PG đên hiêu suât trich ly

lycopene.

III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: 15/03/2016.

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2016.

V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:ThS.Vu Thị Hông Phương.

Bà Rịa – Vung Tàu, Ngày 02 tháng 07 năm 2016

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến toàn thể giảng viên khoa Hóa học

và Công nghệ thực phẩm Trường đại học Bà Rịa Vũng Tàu đã hỗ trợ và tạo

mọi điều kiện để tôi thực hiện đồ án này.

Tôi cũng chân thành gửi lời cảm ơn đến ThS. Vũ Thị Hồng Phượng đã

tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi để tôi có thể hoàn thành đồ án.

Cảm ơn chị Nguyên Thị Lệ Thuy và cac anh chị trong Trung tâm nghiên

cưu triên khai khu công nghê cao đa quan tâm , hương dân và giúp đỡ tôi

trong suôt qua trình làm đồ an.

Cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên và đóng góp ý kiến cho tôi để

giúp tôi hoàn thiện đồ án.

Bà Rịa – Vũng Tàu, thang 7 năm 2016

Sinh viên thực hiện

Nguyên Trung Hâu

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................... i

DANH MỤC BANG ............................................................................................ ii

DANH MỤC HÌNH ............................................................................................ iii

MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................. 3

1.1. Quả gâc..................................................................................................... 3

1.1.1. Nguôn gôc cua qua gâc ........................................................................................ 3

1.1.2. Phân loai qua gâc ................................................................................................... 3

1.1.3. Câu tao va thanh phân cua qua gâc ................................................................. 4

1.1.4. Ưng dung của quả gâc tại Việt Nam ............................................................... 6

1.2. Lycopene ................................................................................................. 7

1.2.1. Công thưc câu tao cua lycopene ....................................................................... 7

1.2.2. Đăc tinh lý hóa và đánh giá cảm quan ........................................................... 9

1.2.3. Hoạt tinh sinh học của lycopene ....................................................................10

1.2.4. Khả năng kháng oxy hóa của lycopene .......................................................11

1.2.5. Vai tro cua lycopene ............................................................................................13

1.2.6. Ưng dung của lycopene .....................................................................................15

1.3. Các phương pháp trich ly lycopene ....................................................... 18

1.3.1. Tư mang gâc tao thanh bôt gâc nhao rôi loai dâu va nươc cho trơ

thành bột ráo đê trich ly bột lycopene ...................................................................................18

1.3.2. Tư mang gâc sây khô va ep dâu tao dâu đê trich ly lycopene ...........27

Chương 2 THỰC NGHIỆM ............................................................................. 29

2.1. Hóa chât, dung vu và thiêt bị nghiên cứu .............................................. 29

2.1.1. Hóa chât .......................................................................................... 29

2.1.2. Dung cu và thiêt bị nghiên cứu ......................................................................30

2.2. Thưc nghiêm .......................................................................................... 31

2.2.1. Nghiên cưu anh hương cua nông đô KOH đên hiêu suât trich ly ....33

2.2.2. Nghiên cưu anh hương cua tôc đô khuây đên hiêu suât trich ly .......33

2.2.3. Nghiên cưu anh hương cua thơi gian xa phong hoa đên hiêu suât

trich ly lycopene ............................................................................................................................34

2.2.4. Nghiên cưu anh hương cua nhiêt đô phan ưng đên hiêu suât trich

ly lycopene.... .................................................................................................................................. 34

2.2.5. Nghiên cưu anh hương cua lương dung môi PG đên hiêu suât

trich ly lycopene ............................................................................................................................35

2.3. Phương phap phân tich san phâm .......................................................... 35

2.4. Nhưng lưu y khi tiên hanh thi nghiêm ................................................... 38

Chương 3 KẾT QUA VÀ THAO LUÂN ........................................................ 39

3.1. Kêt quả trich ly tư dâu gâc băng phương phap xa phong hoa ............... 39

3.2. Các yêu tô ảnh hưởng đên hiệu suât trich ly lycopene .......................... 45

3.2.1. Ảnh hưởng của nông đô KOH ........................................................................45

3.2.2. Ảnh hưởng của tôc độ khuây ...........................................................................46

3.2.3. Thơi gian xa phong hoa .....................................................................................47

3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng ................................................................48

3.2.5. Ảnh hưởng của lương dung môi PG .............................................................49

3.3. Phô UV cua lycopene ............................................................................. 51

KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 53

TÀI LIỆU THAM KHAO ................................................................................ 54

PHỤ LỤC ........................................................................................................... 59

i

DANH MỤC TƯ VIẾT TẮT

Chư viêt tăt Nguyên văn

HPLC High-performance liquid chromatography

PG Propylene glycol

UV-Vis Ultraviolet–visible spectroscopy

rpm Vong/phut

https://en.wikipedia.org/wiki/Ultraviolet%E2%80%93visible_spectroscopy

ii

DANH MỤC BANG

Bảng 1.1. Thành phần dinh dương của quả gâc [1] .......................................... 5

Bảng 1.2. Thành phần câu tạo chinh của nhân hạt gâc ..................................... 6

Bảng 1.3. Thành phần lycopene trong một sô loại trái cây ............................ 17

Bảng 1.4. Hiệu suât, thành phần lycopene và β-carotene trong trích ly dầu gâc

......................................................................................................................... 28

Bảng 2.1. Hóa chât .......................................................................................... 29

Bảng 3.1. Tỉ lệ phần trăm các loại axit trong màng gâc ................................. 42

Bảng 3.2. Hiệu suât của quy trình trích ly tôi ưu ............................................ 43

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nông độ KOH đên hiệu suât trich ly lycopene...... 45

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tôc độ khuây đên hiệu suât trich ly lycopene ....... 46

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian xà phong hóa đên hiêu suât trich ly ....... 47

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đên hiệu suât trich ly ……..…48

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của lương dung môi PG đên hiêu suât trich ly ............ 50

Bảng 3.8. Khảo sát hiệu suât quy trình theo thông sô thí nghiệm .................. 51

Bảng 3.9. Đỉnh phổ hâp thu và thành phần lycopene, carotene trong các mẫu ở

hình 3.7. ........................................................................................................... 61

iii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Quả gâc nêp và gâc te [ảnh internet] ................................................. 4

Hình 1.2. Hoa gâc [ảnh internet] ....................................................................... 5

Hình 1.3. Công thưc câu tao cua lycopene [ảnh internet] ................................. 8

Hình 1.4. Các đông phân của lycopene [41] ..................................................... 8

Hình 1.5. Bôt lycopene [ảnh chup] ................................................................... 9

Hình 1.6. Viên nang dâu gâc Vinanga [ảnh internet] ...................................... 16

Hình 1.7. Giản đô pha trạng thái siêu tới hạn của một chât [26] .................... 20

Hình 1.8. Quy trinh trich ly CO2 siêu tơi han ................................................. 20

Hình 1.9. Hê thông Soxhlet [ảnh internet] ...................................................... 24

Hình 2.1. Quá trình khuây tư xà phong hóa dầu gâc [ảnh chup] .................... 31

Hình 2.2. Quá trình lọc lycopene [ảnh chup] .................................................. 32

Hình 2.3. Hoa tan lycopen vào dung môi n-hexan đo UV-Vis [ảnh chup] .... 33

Hình 2.4. Phô hâp thu khả kiên trong acetonitrile cua lycopene (liên net) ..... 37

Hình 3.1. Quá trình tiên hành thi nghiệm xà phong hóa dầu gâc ................... 40

Hình 3.2. Ảnh hưởng của nông độ KOH đên hiệu suât trich ly lycopene ...... 45

Hình 3.3. Ảnh hưởng của tôc độ khuây đên hiệu suât trich ly lycopene ........ 46

Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian xà phong hóa đên hiệu suât trich ly ....... 48

Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đên hiệu suât trich ly ............... 49

Hình 3.6. Ảnh hưởng của lương dung môi PG đên hiêu suât trich ly ............ 50

Hình 3.7. Phô UV-Vis trong n-hexane cua cac mâu bôt carotenoid thu đươc

vơi ti lê lycopene:β-carotene khac nhau ......................................................... 52

Hình 3.8. Quy trinh trich ly lycopene tư bôt gâc ............................................ 59

Hình 3.9. Quy trinh trich ly lycopene tư dâu gâc ............................................ 60

Đô án tôt nghiệp GVHD: ThS. Vu Thị Hông Phương

1

MỞ ĐẦU

Lycopene co vai tro quan trong đôi vơi sưc khoe con ngươi . Lycopene

đươc nhiêu nghiên cưu chưng minh la chât chông oxy hoa manh co kha năng

trung hoa các gôc tự do [24], chông lai sư gia nua cua tê bao cơ thê , giup tre

hóa làn da , ngăn ngưa ung thư va cac bênh tim mach [39]. Lycopene co tac

dung ức chê các loại bướu lành tinh cung như ác tinh , đươc dung chưa tri các

loại ung thư tuyên vu , dạ dày, tuyên tiên liêt [39], [44] và đươc sư dung rộng

rai trong dươc phâm và mỹ phâm . Tuy nhiên, cơ thê con ngươi không co kha

năng tư san sinh ra lycopene nên cân phai hâp thu chung tư cac ngu ôn thực

phâm hang ngay.

Theo cac nghiên cưu gân đây cho thây, trong qua gâc chưa nhiêu vitamin

đăc biêt la rât giau lycopene mà lycopene đươc ưng dung rông rai trong thưc

phâm, dươc phâm cung như my phâm .Vì vậy , đê tài “Sản xuât lycopene tư

gâc vơi quy mô công nghiêp ” là rât cần thiêt và góp phần xây dựng cơ sở lý

thuyêt cung như quy trinh trich ly lycopene đê ứng dung trong dươc phâm và

mỹ phâm.

Muc tiêu của n ghiên cứu này là đánh giá các yêu tô ảnh hưởng đên quá

trình trích ly lycopene của phương pháp xà phong hóa băng kiêm. So sánh

hiệu quả trích ly vơi các phương pháp trich ly , khảo sát so sánh giữa các

phương pháp trich ly lycopene nhưng đăc biệt chú ý nhiêu tới phương pháp xà

phòng hóa băng kiêm. Do công nghệ trích ly của phương pháp xà phong hóa

băng kiêm dùng trong trich ly các dươc chât và hương liệu tư nguôn thiên

nhiên là một kỹ thuật đang đươc phát triên cạnh tranh với các kỹ thuật truyên

thông do ưu thê vươt trội, tạo các sản phâm có độ tinh khiêt cao, giảm ô

nhiễm môi trường và không đê lại dư lương hóa chât có hại cho sức khỏe con


2

người, đây là những tiêu chí quan trọng trong sản xuât các chê phâm hóa

dươc, mỹ phâm và thực phâm.

Nội dung nghiên cứu của đê tài gôm có:

1. So sanh hiêu suât trich ly , ưu và nhươc điêm giưa cac phương phap đê

chọn ra phương pháp trich ly tôi ưu nhât.

2. Trich ly bột lycopene và các carotenoid khác tư dầu gâc băng phương

pháp xà phong hóa trong môi trường kiêm sư dung propylene glycol.

3. Khảo sát các yêu tô nhiêt đô phan ưng, thơi gian xa phong hóa, nông đô

KOH, tôc đô khuây và lương dung môi ảnh hưởng đên quá trình trich

ly bôt lycopene tư dâu gâc , lưa chon nhưng điêu kiên tôi ưu đê tiên

hành trich ly bột lycopene.


3

Chương 1

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Qua gâc

1.1.1. Nguôn gôc cua qua gâc

Cây gâc có tên khoa học là Momordica cochinensis (Lour) Spreng, thuộc

họ bầu bí (Cucurbitaceae) [ 1]. Họ này có khoảng 96 giông 750 loài đươc

trông chu yêu ơ vung nhiêt đơi âm . Riêng ơ Viêt Nam co khoang 30 loài phổ

biên nhât la bâu bi, mươp, dưa leo, dưa hâu, khô qua,… [2].

Cây gâc co nguôn gôc Châu A nhiêt đơi , mọc hoang trong rưng , sau đo

đươc cư dân phat hiê n va đưa vê trông khăp nơi , nhưng nhiêu nhât ơ vung

Đông Nam A như miên Nam Trung Quôc đên Băc Uc , bao gôm Thai Lan ,

Lào, Myanma, Campuchia va Viêt Nam . Ở nước ta , cây gâc đa đươc trông tư

lâu va khăp cac vung đât nươc nhưn g nhiêu nhât la ơ miên Băc , chủ yêu đê

lây lam thuôc va chât mau thưc phâm [29].

1.1.2. Phân loai qua gâc

Dựa vào độ sai của quả (nhiêu hay it), kich thước của quả (to hay nhỏ),

gai quả (mau hay thưa), màu sắc của ruột quả (đỏ hay vàng gạch), dầu (ít hay

nhiêu), sô lương hạt (nhiêu hay it) đê phân loại gôm co g âc te, gâc nêp, gâc

đá, gâc chôm chôm hay gâc lai. Có hai loại đươc trông chủ yêu là:

Gâc nêp: Quả hơi tron, hạt nhỏ thưa gai, khi chin chuyên sang màu đỏ

cam rât đẹp. Bổ trái ra, bên trong cơm vàng tươi, màng bao bọc hạt có màu đỏ

tươi rât đậm và dày thớ [3].

Gâc te : Quả dài hơn, nhiêu gai hơn, trái nhỏ hoăc trung bình vỏ dày

tương đôi có ít hạt, gai nhọn, cây sai quả hơn. Trái chin bổ ra bên trong cơm

có màu vàng và màng bao hạt thường có màu đỏ nhạt hoăc màu hông không


4

đươc đỏ tươi như gâc nêp, nên chọn giông gâc nêp đê có trái to nhiêu thịt bao

quanh và chât lương cung tôt hơn [3].

Hình 1.1. Quả gâc nếp và gâc te [ảnh internet]

1.1.3. Câu tao va thành phân cua qua gâc

Cây gâc là cây sông nhiêu năm, mỗi năm lui một lần nhưng lại đâm chôi

tư gôc cu lên vào mùa xuân năm sau, leo cao nhờ có tua cuôn mọc tư nách lá.

Gâc là loài cây thân thảo dây leo thuộc chi mướp đắng. Cây gâc leo khỏe,

chiêu dài có thê mọc đên 15 mét. Thân dây có tiêt diện góc. Lá gâc nhẵn, thùy

hình chân vịt phân ra tư 3 đên 5 de. Lá gâc mọc so le có màu xanh luc đậm

đường kính của phiên lá 12 đên 20 cm, phia đáy hình trái tim, măt trên phiên

lá sờ ram ráp. Nơi tiêp giáp cuôn và phiên lá có hai tuyên to gần băng hạt ngô

nổi như hai mắt cua. Cánh hoa có sắc vàng nhạt. Quả hình tròn, màu lá cây,

khi chín chuyên sang màu đỏ cam. Vỏ gâc có gai rậm. Bổ ra mỗi quả thường

có sáu múi. Thịt gâc màu đỏ cam. Hạt gâc màu nâu thẫm, hình dẹp, có khía

[29].

Hoa gâc có hoa đực cái riêng biệt, hoa đực có lá bắc to bao lại như hình

tổ sâu, khi nở hoa loe ra hình phễu, màu trắng vàng măt trong tràng hoa có

lông, 5 nhị. Hoa cái có lá bắc nhỏ, bầu hình thoi rõ tư khi nu còn non, có gai

nhỏ, cánh hoa ở đầu bầu, phát triên thành qua tư tháng 6.


5

Hình 1.2. Hoa gâc [ảnh internet]

Quả to hình b ầu duc dài tư 15 - 20cm, đuôi nhọn có nhiêu gai mêm đỏ

đẹp. Quả non màu xanh, quả chin màu đ ỏ tươi. Bổ đôi theo chiêu ngang thây

có 6 hàng hạt xêp đêu nhau, mỗi hàng có tư 6 đên 10 hạt. Quanh hạt có nhiêu

màng màu đỏ tươi, hạt gâc có màng đỏ bao quanh lớp vỏ cứng đen, quanh

mép có răng cưa tù và rộng hạt dày 25 đên 35mm, rộng 19 đên 31mm trông

gần giông con ba ba nhỏ băng gỗ do đó gâc còn có tên gọi là mộc miêt tư

(mộc là gỗ, miêt là con ba ba). Trong hạt có nhân chứa dầu [6] và các thành

phân dinh dương khac [1]. Thành phần dinh dương của gâc đươc thê hiện

trong bang 1.1.

Bảng 1.1. Thành phân dinh dương cua qua gâc [1]

Thành phần Hàm lương

Năng lương (Kcal) 125

Nươc (g) 77

Protein (g) 2,1

Lipid (g) 7,9

Glucid (g) 10,5

Tro (g) 0,7

Ca (mg) 56

P (mg) 6,4


6

Trong qua gâc phân đươc khai thac va ưng dung nhiêu nhât la nhân hat

gâc va mang đo bao quanh hat gâc . Môt sô thanh phân câu tao chinh trong

nhân hat gâc đươc thê hiên trong bang 1.2.

Bảng 1.2. Thành phân câu tao chinh cua nhân hat gâc

Thành phần Ty lệ (%)

Nươc 6

Chât vô cơ 2,9

Lipid 55,3

Protid 16,6

Đường tổng 2,9

Tanin 1,8

Cellulose 2,8

Các chât khác 11,7

Theo bang 1.2, ta nhân thây trong nhân hat gâc chưa môt hàm lương

lipid đang kê . Do vây, ngươi ta thương khai thac lây dâu ep tư hat gâc . Theo

Baines, dâu ep ra tư hat gâc ban đâu co mau xanh luc nhat , nhưng đê lâu dươi

tác dung của oxy và ánh sáng se sẫm màu [24].

1.1.4. Ưng dung cua qua gâc tại Viêt Nam

Cơm gâc co ch ât dâu màu đ ỏ chưa lycopene , với cac thành ph ần khac

như β-carotene hay còn gọi là tiên sinh tô A (khi vào cơ thê se chuyên thành

vitamin A). β-carotene là một chât có khả năng chông oxy hoá rât cao. Nó có

tác dung chông lại sự lão hoá và các bệnh lý ở phổi, tim, mạch máu, thần

kinh... Do tiên trình oxy hoá gây ra [16].

Vitamin A góp phần rât lớn đê tạo ra sức đê kháng tự nhiên của da, niêm

mạc. Sinh tô này còn giúp phòng chông nhiễm trùng, khô mắt, mù mắt, khô

da, loét miệng, bảo vệ cơ thê... Nó còn chông lao hoá và ung thư. Có thê dùng

dầu gâc như một loại thuôc bôi dương cơ thê (cho tre em hoăc phu nữ đang


7

cho con bú) và bổ sung Vitamin A chữa bệnh khô mắt. Dầu gâc cung dùng

bôi vêt thương, vêt bỏng, giúp chóng lên da non và liên sẹo [22].

Nhân hạt chứa chât dầu màu vàng nhạt va các chât dinh dương như béo,

đạm, đường, tannin, chât xơ (cellulose) và các men phosphtase, peroxidase,

invetase nên thường đươc dùng trị mun nhọt sưng tây, lở loét, tắc tia sữa,

chân thương ư huyêt, …

1.2. Lycopene

1.2.1. Công thưc câu tao cua lycopene

Lycopene là môt trong nhưng hoat chât răn co mau đo đâm đăc trưng , có

đăc tinh khang oxy hoa rât cao trong gân 600 loại carotenoid đươc biêt đên .

Đăc tinh này giu p lycopene co thê bao vê cơ thê con ngươi khoi cac bênh tât

vê suy thoai lam th ay đôi A DN như ung thư , lao hóa và tim mạch [8] băng

cách trung hoa các gôc tự do và oxy hóa mức đơn ở năng lương cao. Các phân

tư lycopene là một chuỗi mở của carotenoid chưa bao hoa v ới 40 cacbon vơi

công thưc phân tư la C40H56 có khôi lương phân tư của 536 Da, bao gôm chỉ 2

nguyên tư hydro và carbon và là một trong những carotenoid tổng hơp bởi

thực vật và vi sinh vật quang hơp [9]. Lycopene có 13 liên kêt đôi, trong đó

có 11 liên kêt đôi liên hơp , chinh vì vậy nó hoạt động như một chât chông lai

các tác nhân oxy hóa như tia UV . Lycopene hâp thu bưc xa co bươc song dai

của ánh sáng khả kiên và khi phôi hơp trong mỹ phâm dương da , nó có thê

làm giảm ảnh hưởng của tia UV lên da , hoăc co thê bao vê khoi ca c anh

hương ngăn han (cháy nắng ) và dài hạn (ung thư da ) của ánh sáng măt trời

[35]. Tuy nhiên, các liên kêt không bão hòa trong câu trúc phân tư của nó làm

cho lycopene dễ bị oxy hóa, nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt. Tên hoa hoc cua

lycopene là 2, 6, 10, 14, 19, 23, 27, 31 Octamethyl - 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18,

20, 22, 24, 26, 30 - Dotriacontatridecaene.


8

Hình 1.3. Công thưc câu tao cua lycopene [ảnh internet]

Hình 1.4. Cac đông phân cua lycopene [41]

Lycopene có sô đông phân hóa rộng, kêt quả lý thuyêt là có 1056 câu

hình cis - trans. Chỉ có một vài đông phân đươc thực sự tìm thây trong tự

nhiên. Tuy nhiên, với tât cả các đông phân thi đông phân trans của lycopene

là đông phân phổ biên nhât đươc tìm thây trong thực phâm. Sự ổn định nhiệt


9

của các đông phân lycopene chung đa đươc xác định tương đôi so với tât cả

các đông phân trans. Đông phân 5 - cis là ổn định nhât sau tât cả các đông

phân trans, 9 - cis, 13 - cis, 15 - cis, 7 - cis và 11- cis. Các đông phân

lycopene đươc tìm thây trong huyêt tương người, sữa mẹ, và các mô của con

người chủ yêu là của đông phân cis. Các màu sắc của lycopene có liên quan

trực tiêp đên hình thức đông phân của nó. Các đông phân trans và hầu hêt các

đông phân khác của lycopene có màu đỏ, trong khi tetra - ciscủa lycopene có

màu cam [9], [41].

1.2.2. Đăc tinh ly hoa và đanh gia cam quan

Lycopene co tinh th ê hình kim màu đỏ dài tư hỗn hơp carbondisulphide

và ethanol, dạng bột màu nâu đỏ. Lycopene la chât thâm dâu no hoa tan trong

chloroform, hexan, benzen, carbondisulphide, acetone, ether dầu hoa .

Lycopene không hòa tan trong cac dung môi phân cưc như nước, ethanol,

methanol. Lycopene nhạy vơi ánh sáng, oxy, nhiệt độ cao và acid [18].

Hình 1.5. Bôt lycopene [ảnh chup]

Lycopene tinh thê có độ nóng chảy 167 0C – 168

0C không có tác dung

lên ánh sáng phân cực, pha thành dãi dung dịch 1mg trong 1lít cacbonsunfua,

cho 2 dãi hâp quang gôm một dãi giữa 4.990 A° và 5.18A°, một dãi giữa

5.406 A° và 5.544 A° (tinh thê tan trong cacbonsunfua cho dung dịch màu đỏ

máu). Trong cloroform và ether dầu hỏa cho dung dịch màu vàng đỏ. Trong


10

benzen cho dung dịch màu vàng cam, trong côn etylic cho dung dịch màu

vàng. Với công thức câu tạo của lycopene chưa nhiêu nôi đôi liên hơp nên nó

có thê khư các gôc tự do [9].

1.2.3. Hoạt tinh sinh học cua lycopene

a. Hoạt tinh sinh học

Lycopene co ba hoạt tinh sinh học sau:

Thư nhât: Tham gia qua trinh chông oxy hoa.

Thư hai: Chông lai tac nhân gây đôt biên cho cac tê bao cua sinh vât.

Thư ba: Phong chông ung thư.

Lycopene kim ham sư phat triên cua môt sô căn bênh ung thư như : ung

thư tuyên tiên liêt, ung thư ruôt, ung thư trực tràng và nhôi máu cơ tim, …

Trong tự nhiên, hầu hêt lycopene tôn tại dưới dạng đông phân trans. Tuy

nhiên, cả hai đông phân hóa và quá trình oxy hóa có thê xảy ra khi chê biên

các sản phâm gâc. Đông phân cis của lycopene có hoạt tính sinh học cao, có

le vì đông phân cis hòa tan nhiêu trong acid mật. Một sô bài báo đa chứng

minh răng các đông phân cis - isomer của lycopene có thê đươc hâp thu vào

cơ thê dễ dàng hơn và đóng một vai trò quan trọng trong chức năng sinh học

hơn đông phân trans cua lyc opene. Lycopene trong huyêt tương người là một

hỗn hơp đông phân vơi 50% là cis - isomer [9].

Lycopene có tác dung như một chât chông oxy hóa và bảo vệ chông

thoái hóa bệnh tật. Hơn nữa nó làm giảm nguy cơ các bệnh tim mạch và ung

thư (chủ yêu là ung thư tuyên tiên liệt). Lycopene cung có tác dung kích thích

miễn dịch và tăng cường sức khỏe của da băng cách bảo vệ khỏi tia cực tím

gây ra thiệt hại. Môt sô nghiên c ứu đang tim hiêu nh ững lơi ích tiêm năng

khác của lycopene (các Công ty H.J. Heinz tài trơ nghiên cứu tại Đại học

Toronto và tại Y tê American Foundation). Những nghiên cứu này se tập


11

trung vào chât lycopene có vai trò trong việc chông lại cac căn b ệnh ung thư

đường tiêu hóa, ung thư vu, tiên liệt tuyên va tiêu hóa.

b. So sanh vơi cac carotenoid khac

Lycopene la carotenoid không co tiên vitamin A giông cac carotenoid

khác như α-carotene và β-carotene vì tinh chât ưa dâu , không phân cưc ,

không tan trong nươc va tan trong cac dung môi hưa cơ [9].

1.2.4. Kha năng khang oxy hoa cua lycopene

a. Kha năng chông viêm

Tác dung kháng viêm mạnh của lycopene như là một phần của con

đường hóa học tự nhiên ức chê COX. Trong đó, thông qua hai hình thức của

nó COX-1 và COX-2, chuyên đổi acid arachidonic với prostaglandins viêm,

chẳng hạn như prostaglandin viêm mạnh me E2 (PGE2) (theo một sô điêu

kiện nó có thê chông viêm). PGE2 là một yêu tô đươc biêt đên trong hầu như

tât cả các bệnh viêm nhiễm, bao gôm cả bệnh tim mạch, ung thư, tiêu đường

loại 2, bệnh viêm khớp, bệnh viêm ruột, bệnh động kinh, và nhiêu bệnh khác.

COX-2 là một enzyme cảm ứng trung gian viêm câp tính và mãn tính. Vì vậy,

sư dung lycopene hoăc các sản phâm chứa lycopene đê điêu chỉnh sản xuât

NO và COX-2 có thê đươc xem như là một phương pháp trị liệu đê điêu trị

hoăc phòng ngưa các bệnh viêm mãn tính [10].

b. Kha năng khang oxy hoa

Một sô nghiên cứu dịch tễ học báo cáo răng, chê độ ăn giàu lycopene có

lơi cho sức khỏe con người. Các hoạt động chông oxy hóa của lycopene có

thê giúp bảo vệ chông lại các bệnh thoái hóa băng cách trung hòa gôc tự do

trong cơ thê, do đó ngăn ngưa thiệt hại ADN trong các tê bào và cải thiện tê

bào chức năng [24].


12

Oxy hóa là phản ứng quan trọng gây hư hỏng thực phâm bởi vì nó ảnh

hưởng đên màu sắc, mùi vị và sự an toàn thực phâm do sự hình thành các

aldedyde, ketone, ester và một sô sản phâm khác. Gôc tự do có liên quan trực

tiêp đên phản ứng oxy hóa này. Gôc tự do bị bât hoạt dưới tác dung của hơp

chât nội bào như vitamin, polyphenol, flavonoid, lycopene và các hơp chât

chông oxy hóa khác.

Lycopene là một trong những chât chông oxy hóa mạnh nhât. Nó co khả

năng quet gôc oxy mưc đơn gâp hai l ần β-carotene và cao hơn so với α-

tocopherol mười lần. Là một chât chông oxy hóa, nó giam bẫycác oxy ph ản

ứng, tăng khả năng chông oxy hóa tổng thê và giảm thiêu thiệt hại oxy hóa

cho lipid (lipoprotein, lipid màng), protein (enzyme quan trọng) và ADN

(nguyên liệu di truyên), do đó làm giảm cac tac nhân oxy hóa . Điêu này dẫn

đên giảm nguy cơ ung thư và bệnh tim mạch. Khi mức độ lycopene trong máu

tăng thi m ức độ lipoprotein, protein và các hơp chât ADN bi oxy hoa gi ảm.

Một nghiên cứu gần đây vê lycopene cho th ây hoạt động chông oxy hóa cải

thiện chât lương tinh trùng [39].

c. Phong ngưa và điêu trị ung thư

Mức độ lycopene kha cao trong máu và mô mơ có liên quan đên viêc lam

giảm nguy cơ ung thư, bệnh tim, bệnh thoái hóa điêm vàng, ...

- Giảm ung thư tuyên tiên liệt

Lycopene co thê tôn tai ơ nhiêu nơi trong cơ thê, ngoài các mô như tuyên

thương thân , gan, tuyên tiên liêt , tinh hoan, ngưc, buông trưng . Nhơ vây ma

nó có khả năng bảo vệ đươc nhiêu bộ phận khác nhau khỏi sự thoái hóa, trong

đo vai tro ngưa ung thư tuyên tiên liêt đươc nghiên cưu nhiêu nhât . Gân đây

môt sô nghiên cưu mơi con cho thây kê t qua kha quan cua lycopene đôi vơi

chưc năng sinh san. Nghiên cưu cua Filipcikova va công sư năm 2015 [38] đa


13

khảo sát 44 ngươi đan ông cua cac căp hiêm muôn vô sinh , chỉ sau 3 tháng

điêu tri vơi lycopene, tỉ lệ AA/DHA trong tinh dich nhưng ngươi đan ông nay

cải thiện đáng kê và do đó làm tăng khả năng mang thai thành công của các

căp hiêm muôn đươc khao sat.

Nghiên cứu cho thây dùng chât lycopene liêu cao có thê làm chậm sự

tiên triên của ung thư tuyên tiên liệt [39]. Lương ước tính của lycopene tư gâc

khác nhau trong cac s ản phâm đươc cho là t y lệ nghịch với nguy cơ ung thư

tuyên tiên liệt, một kêt quả khác biệt với bât kỳ carotenoid khác. Tiêu thu các

sản phâm tư gâc m ỗi tuần giảm rủi ro gần 35%. Các tác dung bảo vệ là cao

nhât cho ung thư tuyên tiên liêt.

- Ưc chê tê bào ung thư

Lycopene có tác dung bảo vệ cơ thê chông lại bệnh ung thư dạ dày, đại

tràng, phổi và da. Các gôc tự do trong cơ thê có thê gây tổn hại ADN và

protein trong các tê bào và mô, dẫn đên tình trạng viêm có thê dẫn đên ung

thư. Do đó, các chât chông oxy hóa như lycopene co vai tro lơn trong vi ệc

loại bỏ các gôc tự do có thê làm giảm nguy cơung thư. Nghiên cứu ở ung thư

vú, phổi và ung thư nội mạc tư cung đa cho thây lycopene co hiệu quả hơn so

với các loại rau chưa nhiêu carotenoid như α-carotene và β-carotene trong

việc trì hoãn sự tiên triên chu kỳ tê bào trong giai đoạn tăng trưởng, do đó ức

chê sự phát triên tiêp theo của các tê bào khôi u. Lycopene cung đóng một vai

trò trong việc điêu chỉnh thông bào băng cách điêu tiêt con đường bât thường

có thê liên quan với bệnh ung thư [10].

1.2.5. Vai tro cua lycopene

Lycopene co vai tro ngăn ngưa sư pha huy cua cac gôc tư do cung cac

phân tư va gen khi chung tuân hoan trong mau . Sư pha huy nay co thê lam

cholesterol đang lưu thông co thê bam vao cac thanh mach lam nghen mach ,

gây nhôi mau cơ tim. Sư pha huy đo lam biên đôi gen ung thư [14].


14

Lycopene đa đươc biêt đên với nhiêu lơi ích sức khỏe như giảm nguy cơ

ung thư và các bệnh thoái hóa thần kinh, nó cung có lơi trong việc làm giảm

các triệu chứng đường tiêt niệu (BPH tiên liệt lành tính tăng sản, phì đại tuyên

tiên liệt) và nguy cơ tim mạch liên quan bệnh tiêu đường loai 2. Lycopene

tăng trong cơ thê có thê điêu tiêt chức năng của gen, cải thiện tiêp xuc gi ữa

các tê bào, điêu chỉnh hormone, đáp ứng miễn dịch và điêu tiêt sự trao đổi

chât, do đó làm giảm nguy cơ bệnh mãn tính [44].

Lycopene co vai tro quan trong trong viêc làm giảm bệnh xơ vữa động

mạch và tim . Lycopene hưu ich cho nhưng ngươi co ham lương cholesterol

cao, xơ vưa đông mach hoăc bênh tim mach vanh , có thê do đăc tinh chông

oxy hoa cua no. Lycopene ngăn chăn qua trinh oxy hoa của lipoprotein mật độ

thâp va lam giam nguy cơ cua cac đông mach trơ nên day va bi chăn . Vai tro

của lycopene trong việc ngăn ngưa bệnh tim mạch đươc công bô rộng rai

trong ban tông quan cua Rao năm 2007 [8], theo đo môt ngh iên cưu trên 717

ngươi đa phat hiên môi liên hê giưa lycopene trong mang mơ va nguy cơ bi

nhôi mau cơ tim . Môt nghiên cưu khac cua Kristenson va công sư năm 1997

[32] đa so sanh giưa ngươi Thuy Điên va ngươi Lat -vi (Lithuanian) chỉ ra

răng mưc lycopene thâp se tăng nguy cơ bi bênh va tư vong do nhôi mau cơ

tim [23].

Thoái hóa võng mạc (ARMD) là hình thức phổ biên nhât của mù loa ở

ngươi cao tuôi ơ cac nươc phương tây . Lycopene la vi chât dinh dươ ng duy

nhât ma nông đô co thê ti lê nghich vơi nguy cơ ARMD . Lycopene không

nhưng giup lam giam ty lê măc bênh ung thư va bênh tim mach ma con đong

vai tro quan trong trong viêc chăm soc măt [25].

Giảm loang xương . Nhiêu dư liêu dich tê hoc cho thây , lycopene ngăn

ngưa loang xương ơ phu nư sau man kinh . Đây la môt phat hiên mơi thu vi va


15

có thê cân nhắc tăng chê độ ăn uông nghiêm ngăt đôi với tât cả mọi người tìm

cách bảo vệ chông lại bệnh [22].

1.2.6. Ưng dung cua lycopene

a. Trong thưc phâm chưc năng va dươc phâm

Viên nang dâu gâc VINAGA

Màng đỏ bao hạt gâc chứa đựng một lương dầu gâc đỏ sâm, chât sánh,

béo, có mùi thơm đăc biệt, 100g dầu gâc này có 150 – 175 mg β-caroten (cao

gâp 15,1 lần cà rôt và gâp 68 lần cà chua…) khoảng 4g lycopene và 12mg α-

tocopherol (vitamin E thiên nhiên), acid palmitic (33,4 %), acid Stearic (7,9

%) , đăc biệt acid Oleic (44 %) và acid Linoleic (4,7 %) hai loại acid béo này

rât cần thiêt cho cơ thê.

Công dung của viên nang:

- Phòng chữa tiêu đường, giúp làm hạ cholesterol trong máu.

- Bệnh nhân ung thư sau điêu trị phẫu thuật, tia xạ, hóa chât,

corticoid,… Dùng dầu gâc giúp phuc hôi sức khỏe nhanh chóng và ngăn

chăn các nguy cơ gây ung thư…

- Phong chữa thiêu vitamin, tre em suy dinh dương, chữa khô mắt, mờ

mắt, thiêu máu dinh dương… Tăng sức đê kháng, chông lại các bệnh

nhiễm trùng.

- Giup cơ thê tre em phát triên toàn diện và khỏe mạnh. Phòng chữa sạm

da, trứng cá, khô da, rung tóc, nổ sần,… Có tác dung dương da, bảo vệ

da, giúp da luôn hông hào, tươi tre và mịn màng. Làm mau lành vêt

thương, vêt bỏng, vêt loét. Phòng bệnh lao và các bệnh đường hô hâp,

làm tóc xanh mêm mại.

- Phong chữa những thương tổn trong câu trúc ADN với những trường


16

hơp bị nhiễm xạ, nhiễm chât độc dioxin do Mỹ rải ở chiên trường hoăc trong

các thức ăn tăng trọng và thuôc trư sâu chưa phân hủy hêt trong rau quả, thịt

cá hoăc các hóa chât sư dung trong bảo quản nông sản, thực phâm, …

Hình 1.6. Viên nang dâu gâc Vinanga [ảnh internet]

Viên nang Lyfaten chưa lycopene

Môi viên nang Lyfaten gôm lycopen , β-carotene tư dâu gâc va ta dươc

(tinh bôt vưa đu).

Công dung cua viên nang Lyfaten:

- Giúp chông lao hoá, làm đẹp, bảo vệ da và ngăn rung tóc.

- Phòng khô mắt, mờ mắt, thiêu máu.

- Hô trơ ha Cholesterol trong máu , giảm nguy cơ mắc các bệnh tim

mạch.

- Giup tre em khoe mạnh, mau lớn, ít mắc bệnh nhiễm khuân như tiêu

chảy, viêm phổi.

b. Cac ưng dung khac

Lycopene đươc ứng dung nhiêu trong mỹ phâm những năm qua. Thực

vậy, vì lycopene là một chuỗi mở của carotenoid chưa bao hoà với 11 nôi đôi

liên hơp, nó hoạt động như một chât chông lại các tác nhân oxy hoá gôm tia

UV. Lycopene hâp thu bức xạ có bước sóng dài của ánh sáng khả kiên. Và khi


17

phôi hơp trong mỹ phâm dương da, nó có thê làm giảm ảnh hưởng của tia UV

lên da, hoăc có thê bảo vệ khỏi các ảnh hưởng ngắn hạn (cháy nắng) và dài

hạn (ung thư da) của ánh sáng măt trời [5].

Lycopen đươc ưng dung trong thưc phâm do ham lương lycopene cao .

Thành phần lycopene trong một sô loại trái cây đươc thê hiện trong bảng 1.3.

Bảng 1.3. Thành phân lycopene trong một số loại trai cây (đơn vị mg/kg

tươi)

Trái cây Lycopene β-carotene Lycopene+

β-carotene

Tông

Carotenoid TLTK

Màng gâc

408,0

2073,0

380,0

83,3

769,0

101,0

491,3

2842,0

481,0

497,4

2926,0

481,0

[14]

[15]

[16]

Cà chua 8,8-42,0

49,0-97,7

-

6,0-57,0

-

62,0-108,0

-

66,0-112,0

[11]

[17]

Dưa hâu 23,0-72,0

22,0-61,0

-

1,1-2,5

-

23,1-62,0

-

28,0-69,0

[11]

[18]

Ôi đỏ 54,0 - - - [11]

Nho đo 33,6 - - - [11]

Đu đu 20,0-53,0 - - - [11]

Trong tư nhiên, thông thường lycopene đươc tìm thây trong các loại trái

cây và rau củ phổ biên có màu đỏ đên vàng như cà chua, cà rôt, dưa hâu, đu

đủ. Một sô loại hạt (saffron), rễ cây (rutabaga, turnip), hoăc cả lá (trà) có thê

có một lương nhỏ lycopene [32]. Chỉ đăc biệt trong trái gâc, lycopene có nông

độ cao hơn nhiêu so với các loại trái cây khác, và tập trung nhiêu ở màng đỏ

bao quanh hạt gâc. Bảng 1.3 ở trên tổng hơp thông sô vê thành phần

lycopene, β-carotene và tổng carotenoid trong một sô loại trái cây phổ biên và

chứa nhiêu carotenoid. Phần thịt quả gâc cung chứa carotenoid nhưng với


18

nông độ thâp hơn. Măc dù khôi lương màng gâc tươi chỉ chiêm khoảng 24,6

% khôi lương quả gâc [11] nhưng với hàm lương lycopene gâp tư 50 – 200

lần hàm lương ở cà chua [8], việc trích ly lycopene tư gâc đươc quan tâm

nghiên cứu ngày càng nhiêu.

Vơi ưu thê là một nước có khí hậu nhiệt đới âm thuận lơi cho các giông

gâc năng suât cao, sản lương và giá trị gâc ở Việt Nam ngày càng tăng lên

đáng kê. Tuy nhiên vì điêu kiện nghiên cứu và ứng dung công nghệ mới vào

sản xuât chê phâm tư gâc hiện đang con hạn chê. Trên thị trường chủ yêu chỉ

có một sô sản phâm như màng gâc đông lạnh, bột gâc nhao (đa qua đông hoá

và thanh trùng), bột gâc khô (chủ yêu công nghệ sây nhiệt thông thường

khoảng 50°C hoăc sây lạnh), dầu gâc (ép máy trong công nghiệp hoăc nâu

màng gâc với dầu trong dân gian). Trong bài này chung tôi trình bày phương

pháp trích ly bột lycopene tư màng gâc có thê ứng dung đê sản xuât trong

công nghiệp nhăm làm phong phú thêm các loại sản phâm tư gâc và tăng khả

năng kêt hơp trong thực phâm chức năng, mỹ phâm, hoăc khả năng xuât khâu

qua các thị trường lớn như Nhật Bản, Úc, Mỹ.

1.3. Cac phương phap trich ly lycopene

Trich ly bột lycopene tư gâc có nhiêu phương phap va nhiêu cach khac

nhau, trong đê tai nghiên cưu nay chi trinh bay hai phương phápchinh đê trich

ly bôt.

1.3.1. Tư mang gâc tao thanh bôt gâc nhao rôi loai dâu va nươc cho trơ

thành bột rao đê trich ly bột lycopene

Tư bôt gâc co nhiêu phương phap đê trich ly bôt lycopene chăng han như

phương phap CO 2 siêu tơi han , sư dung dung môi hưu cơ , xà phong hóa với

kiêm,…


19

a. Trich ly lycopene tư bột gâc băng phương phap CO2 siêu tơi han

Dung môi siêu trạng thái CO2 đa đươc nghiên cứu và khảo sát rộng rãi

trong nhiêu ngành công nghiệp. Dung môi siêu trạng thái xuât hiện ở pha có

tính chât kêt hơp của chât lỏng và chât khi, cho đươc tôc độ thâm nhập và khả

năng trich ly cao nhât. Dung môi đạt trạng thái siêu trạng thái khi căp nhiệt độ

áp suât của dung môi đươc đưa lên trên căp nhiệt độ và áp suât tới hạn của

chinh dung môi đó.

Đôi với mỗi một chât đang ở trạng thái khí, khi bị nén đẳng nhiệt tới một

áp suât đủ cao, chât khí se hóa lỏng và ngươc lại. Tuy nhiên, có một giá trị áp

suât mà tại đó, nêu tăng nhiệt độ lên thì chât lỏng cung không hóa hơi trở lại

mà tôn tại ở một dạng đăc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn. Vật chât ở trạng

thái này có tính trung gian, mang nhiêu đăc tính của cả chât khí và chât lỏng.

Chât ở trạng thái siêu tới hạn có ty trọng tương đương như ty trọng của pha

lỏng. Nhưng sự linh động của các phân tư lại rât lớn, sức căng bê măt nhỏ, hệ

sô khuêch tán cao giông như khi chât ở trạng thái khí [12].

Điêm ba là nơi mà ba trạng thái rắn, lỏng và khi giao nhau. Các đường

cong là nơi hai trạng thái cùng hiện diện. Quan sát dọc theo đường cong khí -

lỏng hướng lên cao găp một điêm, nơi đó nông độ của khí và lỏng băng nhau.

Điêm này đươc gọi là điêm siêu tới hạn và hơp chât luc đó gọi là chât lỏng

siêu tới hạn. Tại điêm tới hạn, áp suât và nhiệt độ có các giá trị đươc gọi lần

lươt là áp suât tới hạn (Pc) và nhiệt độ tới hạn (Tc). Hai giá trị này là đăc trưng

cho tưng chât. Bản chât của điêm tới hạn có thê đươc hiêu là sự thay đổi tính

chât của chât lỏng dọc theo dọc theo đường cong áp suât hơi. Khi tăng nhiệt

độ, khôi lương riêng của pha lỏng giảm, khôi lương riêng pha hơi tăng do áp

suât hơi tăng. Chung hội tu tại điêm tới hạn và khi nhiệt độ vươt qua nhiệt độ

tới hạn thì không còn sự phân biệt giữa pha lỏng và pha hơi nữa. Khi nhiệt độ


20

và áp suât đêu vươt qua giá trị tới hạn thì vật chât lúc này tôn tại ở trạng thái

siêu tới hạn. Giá trị Pc phu thuộc nhiêu vào phân tư lương của các chât có

phân tư lương nhỏ như hydrocacbon có sô cacbon tư 1 đên 3 thì giá trị Pc của

chúng không cao. Giá trị Tc chỉ tăng it theo phân tư lương, nhưng Tc lại phu

thuộc nhiêu vào độ phân cực của chât. Độ phân cực của phân tư càng lớn thì

giá trị Tc cung càng lớn. Điêu này đươc giải thích là do ở các chât phân cực,

tôn tại một lực cảm ứng giữa các cực của các phân tư, do đó năng lương đê

phá vơ trật tự giữa các phân tư khi chât ở pha lỏng se lớn hơn nhiêu so với các

chât không phân cực [26].

Hình 1.7. Giản đồ pha trạng thai siêu tới hạn cua một chât [26]

Hình 1.8. Quy trinh trich ly CO2 siêu tơi han


21

Quy trinh trich ly lycopene băng phương phap dung môi siêu tơi han

đươc thê hiên trong hinh 1.8. Trong thiêt bị trích ly siêu tới hạn, dung môi tư

bình chứa đi qua nhiêu bộ phận khác nhau đê đạt đên điêu kiện thí nghiệm đa

đươc ân định trước nhăm trích ra các thành phần tư nguyên liệu ban đầu.

Trước tiên, CO2 ở trạng thái lỏng tư bình chứa đươc dẫn qua thiêt bị làm lạnh

băng dung môi ethylene glycol và nước đê duy trì trạng thái lỏng trước khi

vào bơm cao áp. Bơm này cung đươc làm lạnh đảm bảo nén CO2 đên áp suât

làm việc đa cài đăt. Bên cạnh đó, dung môi hỗ trơ (nêu có) cung đươc đưa vào

dòng dung môi chính thông qua bộ trộn nhờ một bơm cao áp khác. Sau đó,

hỗn hơp dung môi đươc gia nhiệt đên nhiệt độ trich ly đa đươc cài đăt trước

khi vào bình trích ly chứa nguyên liệu. Bình trich đươc làm băng thép không

gỉ và chịu đươc áp suât cao. Nguyên liệu bên trong đươc bô trí giữa hai lớp bi

thủy tinh phia dưới đáy và trên đỉnh bình, hai lớp bi này có tác dung phân tán

dòng dung môi tôt hơn. Áp suât trong bình trich ly đươc điêu khiên bởi bộ

phận giảm áp tự động nhăm giữ áp suât không đổi trong suôt quá trình trích

ly. Sau khi qua bộ phận giảm áp, dung môi CO2ở trạng thái siêu tới hạn

chuyên sang trạng thái khí thoát ra ngoài và chât cần trich ly đươc thu hôi

trong binh chưa mâu.

Ưu điêm:

- Có thê tách dung môi siêu tới hạn ra khỏi dịch trích dễ dàng băng cách

hạ áp suât. Đôi với trường hơp cần sư dung thêm các dung môi hữu cơ đê hỗ

trơ quá trình trich ly đạt hiệu quả cao hơn thì lương dung môi sư dung it hơn

nhiêu so với các phương pháp trich ly thông thường. Cho nên cung không gây

ảnh hưởng nhiêu đôi với môi trường.

- Chât lỏng siêu tới hạn có khả năng solvat hóa mạnh như chât lỏng và

khả năng khuêch tán tôt như trạng thái của chât khi nên khi thay đổi nhiệt độ

và áp suât làm việc có thê điêu chỉnh độ chọn lọc của dung môi. So sánh với


22

các phương pháp trich ly thường, trích ly băng dung môi siêu tới hạn có độ

chọn lọc cao hơn và tôi thiêu hóa các bước xư lý vê sau của chât trích.

- Hệ thông trích ly hoàn toàn kín nên không có oxy và không bị chiêu

sáng. Do đó, hạn chê đươc khả năng phân hủy bởi ánh sáng và bị oxy hóa cho

nên bảo vệ đươc các đăc tính sinh học của hơp chât cần trích. Những yêu tô

này có ý nghĩa quan trọng đôi với các sản phâm có nguôn gôc tư thiên nhiên

đăc biệt là màu và mùi của chúng dễ bị thủy phân khi chưng cât băng hơi

nước. Bên cạnh đó, các điêu kiện này còn có thê ngăn chăn các phản ứng hóa

học xảy ra trong quá trình trích ly do cô lập các tác chât hiện diện trong

nguyên liệu [22].

Nhươc điêm:

- Chi phi đầu tư và bảo dương cho thiêt bị trích ly sư dung dung môi siêu

tới hạn lớn do làm việc ở áp suât cao. Điêu này quyêt định một phần lớn chi

phi trong quá trình trich ly. Nhưng chi phi năng lương sư dung trong quá trình

trích ly dùng dung môi siêu tới hạn thâp hơn so với chưng cât lôi cuôn theo

hơi nước hoăc trích ly băng dung môi thường.

- Có nhiêu yêu tô ảnh hưởng đên quá trình trich ly nên đôi với mỗi loại

vật liệu có một điêu kiện trích ly tôi ưu riêng. Bên cạnh đó, khi trich ly cùng

một loại vật liệu ở các điêu kiện nhiệt độ, áp suât, lưu lương, ty lệ dung môi

hỗ trơ cung như thời gian trích ly khác nhau se cho thành phần khác nhau

trong dịch trích.

- Việc chuyên đổi quy mô trích ly dùng dung môi siêu tới hạn tư phòng

thí nghiệm thành sản suât công nghiệp găp nhiêu vân đê khó khăn như điêu

kiện trích ly, dung môi hỗ trơ,… [22].


23

b. Trich ly bột lycopene tư bột gâc băng phương phap ngâm dâm

Phương pháp ngâm dầm đươc thực hiện ở nhiệt độ phòng băng cách trộn

hỗn hơp nguyên liệu với dung môi phù hơp theo tỉ lệ nhât định (tỉ lệ nguyên

liệu : dung môi là 1 : 5 hoăc là 1 : 10). Rót dung môi tinh khiêt vào bình chứa

nguyên liệu. Giữ yên ở nhiệt độ phòng trong một ngày, đê cho dung môi

xuyên thâm vào tê bào thực vật và hòa tan các hơp chât tự nhiên. Quá trình

đươc lăp lại nhiêu lần băng cách thay dung môi mới vào bình chứa, dịch trích

đươc cho vào lọ bảo quản riêng. Tiêp tuc quá trình trich cho đên khi trích kiệt

mẫu nguyên liệu. Bã sau cùng của quá trình trich ly đươc lây ra băng máy ép

cơ học hoăc máy ly tâm [23].

Có thê tăng hiệu quả quá trình trích ly băng cách thỉnh thoảng đảo trộn

hoăc khuây băng máy khuây tư. Mỗi lần ngâm chỉ cần 24 giờ là đủ, vì với

một lương dung môi cô định trong bình, mẫu nguyên liệu chỉ hòa tan vào

dung môi đên đạt mức bao hoa, có ngâm lâu hơn chỉ mât thời gian. Động lực

của quá trình là sự chênh lệch nông độ của câu tư cần trích trong nguyên liệu

với môi trường dung môi [23].

Ưu điêm:

- Nguyên liệu tiêp xúc trực tiêp với dung môi nên việc khảo sát ảnh

hưởng của nhiệt độ lên quá trình trich ly đươc thực hiện dễ dàng hơn.

- Kỹ thuật không đoi hỏi thiêt bị phức tạp, dễ sư dung nên có thê thao

tác với lương lớn nguyên liệu và có thê áp dung cho nhiêu chât khác nhau.

- Thích hơp cho quá trình trích ly thư nghiệm cung như trong công

nghiệp.

Nhươc điêm:

- Thời gian trích ly dài, có thê kéo dài vài ngày đên vài tuần.

- Sư dung nhiêu dung môi hơn so với các phương pháp khác.


24

c. Phương phap trich ly băng soxhlet

Hình 1.9. Hê thông Soxhlet [ảnh internet]

1. Bếp đun. 2.Bình câu. 3. Ống dẫn hơi.

4. Ống hoàn lưu dung môi. 5. Ống sinh hàn

Đôi với phương pháp Soxhlet, đây là quá trình liên tuc đươc thực hiện

nhờ một bộ dung cu riêng. Mẫu trich ly đươc gói trong giây lọc đăt trong ông

trích ly. Dung môi trích ly tư bình cầu đươc đun sôi theo ông dẫn hơi đi lên,

găp ông sinh hàn ngưng tu lại trong ông trích ly. Dung môi hòa tan và trích

các hơp chât trong mẫu, khi đạt một lương dung môi nhât định se hoàn lưu vê

bình cầu. Quá trình tiêp tuc diễn ra đên khi kêt thúc. Muôn biêt quá trình trích

ly đa cạn kiệt chưa, ta tháo phần ông sinh hàn, dùng pipet lây vài giọt dung

dịch trong bình chứa mẫu, nhỏ lên măt kính hoăc giây lọc. Nêu sau khi dung

môi bay hơi hêt và không đê lại vêt gì thì quá trình trich ly đa kêt thúc. Nêu

còn thây vêt thì phải đê trích ly thêm một thời gian nữa. Phương pháp đươc

tiên hành trong điêu kiện thường nên ngoài yêu tô nhiệt độ có ảnh hưởng đên


25

thành phần chât trích thì các yêu tô ảnh hưởng khác như bản chât của chât tan,

bản chât của dung môi, bản chât của mẫu nguyên liệu, kich thước mẫu,… Se

quyêt định chât lương và hiệu quả của quá trình [23].

Ưu điêm:

- Tiêt kiệm dung môi,chỉ cần môt ít dung môi mà trích kiệt đươc mẫu.

- Không tôn các thao tác lọc và châm dung môi mới như các kỹ thuật

khác.

- Chỉ cần cắm điện mở nước hoàn lưu là máy se thực hiện quá trình trích

ly.

- Trích kiệt đươc hơp chât mong muôn.

d. Phương phap trich ly băng dung môi hưu cơ

Trich ly b ăng dung môi hữu cơ thường đươc sư dung trong các ngành

công nghiệp là những hổn hơp dung môi như hexan, ethanol, tetrahydrofuran,

chloroform…

Quy trinh trich ly gôm 5 g bột gâc, 120 mg CaCO3 và 35 ml hôn h ơp

dung môi ethanol/hexan ( 4/3, v/v ) có chứa 0,1% BHT đươc trộn lẫn với

nhau và đông hóa trong thời gian 5 phút với tôc độ 5000 vong/phut. Hôn hơp

dung dịch đươc tiên hành lọc chân không qua phêu th ủy tinh sô 4,35 ml hôn

hơp dung môi ethanol/hexan ( 4/3, v/v ) có chứa 0,1% BHT lại đươc thêm vào

phêu, sau đó toàn bộ dung dịch sau khi lọc đươc chuyên vào phêu phân tách

pha dưới chứa ethanol/nước và pha trên có màu vàng sáng chứa carotenoid và

hexan. Pha dưới đươc loại bỏ 2 lần 50 ml Nacl 10% và 3 lần nước cât đươc

liên tuc dùng đê rưa giải toàn bộ trong quá trình lọc. Pha trên cuôi cùng đươc

thu hôi và Na2SO4 đươc cho vào đê loại bỏ phần nước dư. Hôn hơp trên tiêp

tuc đươc đưa vào máy bôc hơi chân không và 500 µl Methyl-tert-butyl-ether

(MTBE)/ methanol ( 80/20 ) + 500 µl CH2Cl2 đươc dùng đê hòa tan chât khô


26

sau quá trình bôc hơi. Dịch thu đươc chứa trong lọ màu nâu, lưu ở nhiệt độ -

200C và phân tách trong vòng 48 giờ [23].

Trích ly băng dung môi hữu cơ cho năng suât trich ly cao, đơn giản, chi

phí thâp, nhưng việc làm bay hơi dung môi gây nên sự thât thoát hàm lương

carotenoid cung như sự thay đổi tỉ lệ đông phân hóa học tran, cisảnh hưởng

đên hàm lương và tính chât dinh dương của carotenoid và đăc biệt là dư lương

dung môi hữu cơ con sót lại trong mâu đươc trích ly sau trích ly gây ảnh

hưởng đên môi trường và sức khỏe con người.

e. Phương phap trich ly xà phong hoa bột gâc băng kiêm

Bôt gâc của công ty Gac Viet đươc bảo quản kỹ ở ngăn mát tủ lạnh dưới

5°C, mỗi lần sư dung lây nhanh và đậy kín và dùng hêt trong vòng 1 tháng

sau khi mở nắp. Lycopene và β-carotene là các chuỗi hydrocacbon chưa no,

có nhiêu liên kêt đôi nên rât dễ bị oxy hoá dưới các tác nhân nhiệt, các chât có

khả năng oxy hoá cao và ánh sáng nên quá trình thi nghiệm cần phải thực hiện

nhanh. Quy trinh trich ly bôt lycopene tư bôt gâc đươc thê hiên trong hinh 3.8

ở phu luc.

Cân 50 g bôt gâc vao môt beaker 500 ml, beaker đươc đăt vao may

khuây tư sau khi thêm 2,5 g KOH 2M và khuây với tôc độ 400 vong/phut ở

50 0C trong 60 phut. Sau 60 phut, tạo thành hỗn hơp đông nhât bắt đầu lọc lây

chât răn va rưa chât răn cho đên khi pH = 7 băng hôn hơp dung dich Ethanol :

NaCl (tỉ lệ 7:3). Chât răn thu đươc đươc ngâm trong dung môi diethyl ether

đê trich ly lycopene ra khỏi chât rắn . Sau đo đem loc lây dich loc va tiên hành

trich ly băng thiêt bị cô quay khép kin đê cho bay dung môi đê ngưng tu lại

làm hoa tan lycopene trong mẫu rắn . Sau khi thu đươc bôt lycopene thi ta thôi

nitơ va đê lam khô bôt lycopene va tiên hanh đo UV -Vis trong dung môi n-

hexane.


27

1.3.2. Tư mang gâc tiên hanh sây khô va ep dâu tao dâu đê trich ly

lycopene

Trong trái gâc trung bình, lớp thịt màu vàng dưới vỏ chiêm 53 %, tiêp

theo là hạt màu đen, màng đỏ bao quanh hạt và vỏ mỏng chiêm lần lươt 17 %,

16 % và 14 %. Thành phần chính của màng đỏ gôm khoảng 85,57 % nước,

6,92 % chât béo, 3,93 % carbohydrate, 1,95 % protein, 0,83 % sơi và 0,80 %

tro [24]. Đê trích ly lycopene tư gâc, chúng ta cần loại bỏ nước băng cách các

cách sây khác nhau như dung khi, dùng vi sóng, hông ngoại. Sau đó dầu gâc

đươc ép tư bột gâc khô. Lycopene và carotenoid khác là các chât rắn tan trong

chât hữu cơ không phân cực mà không tan trong pha nước nên đươc tách khỏi

dầu băng cách xà phòng hoá với ethanol và KOH.

Một cách tổng quát, ngoài trích ly dầu gâc băng dung môi hữu cơ hoăc

CO2 siêu tới hạn, hai phương pháp sản xuât dầu thường đươc sư dung trong

công nghiệp là ép áp lực nước hoăc ép đùn với hiệu suât trung bình khoảng 70

%. Phương pháp ép cho hiệu suât cung như giá thành hơp lý, không đê lại tôn

dư hoá chât so với phương pháp trích ly băng dung môi, hoăc không phải đầu

tư máy móc kỹ thuật hiện đại và đắt tiên như phương pháp CO2 siêu tới hạn.

Các carotenoid cùng với dầu trong màng hạt gâc bị bao bởi các mô và chât xơ

có thê đươc tách ra dưới áp lực lớn của máy ép. Đê cải thiện hiệu suât ép dầu,

màng lua bao hạt gâc có thê đươc xư lý trước đê các mô tê bào bị vơ bung ra

nhiêu hơn và dễ giải phóng dầu, các carotenoid hơn.

Nhóm tác giả Kha và cộng sự năm 2013 [41] sư dung phương pháp sây

khô băng vi sóng ở công suât 630 W trong 65 phut sau đó hâp trong hơi nước

20 phut đê độ âm đạt 8 - 11 % thì hiệu suât ép dầu có thê tăng lên đên 93 %.

Bảng 1.4 tổng kêt một sô kêt quả vê hiệu suât trích ly và thành phần

lycopene, β-carotene thu đươc trong dầu gâc. Rõ ràng phương pháp trên đa

làm tăng 1,73 lần lycopene và 2,55 lần β-carotene. Ngoài ra, nhóm tác giả


28

Mai và cộng sự năm 2013 [20] thư nghiệm sư dung lần lươt và hỗn hơp 4 loại

enzyme gôm postease, cellulose, pectinase, α-amylase, cho thây nêu trộn vào

màng gâc thêm 14,6 % enzyme tổng hơp tư cả 4 loại trên với tỉ lệ như nhau

và ủ trong 127 phút ở 58 °C, với tôc độ trộn 162 vòng/phút, thì hiệu suât thu

hôi dầu có thê đạt 79,5 %, hàm lương carotenoid tổng là 5,3 mg/g.

Bảng 1.4. Hiệu suât (%), thành phân (mg/100mL) cua lycopene và β-

carotenetrong trích ly dâu gâc

Mâu dâu Hiêu suât Lycopene β-carotene TLTK

Sây vi sóng và hâp hơi 93 ± 1 414 ± 25 140 ± 7 [25]

Enzyme 79,5 530 [26]

Sây khi 68 ± 3 240 ± 29 55 ± 7 [25]

Sây lo 60 °C - 302 271 [38]

Hiện nay ở Việt Nam quy trình sản xuât dầu gâc trong công nghiệp ở một

sô công ty thường gôm các giai đoạn chọn lọc quả gâc đạt tiêu chuân vê độ

chin, kich thước, độ an toàn thực phâm, giai đoạn rưa trái gâc băng nước Clo

đạt chuân, sau đó cắt quả và lây màng đỏ hạt gâc thủ công. Màng đỏ có thê

đươc đông hoá và tiệt trùng ở nhiệt độ 80-90 °C rôi làm lạnh đột ngột vê nhiệt

độ môi trường đê không làm mât chât lương carotenoid, sau đó ép đê thu dầu.

Dầu thô đươc trộn với nước âm rôi tách nước khoảng 2 đên 3 lần đên khi thu

đươc dầu sạch. Dầu đươc bảo quản trong túi bạc, hút chân không và thổi nitơ

vào đê tránh ánh sáng và không khí.

Qua phân tich ưu nhươc điêm cua cac phương phap trich ly , trong đô an

này, chung tôi tiên hanh trich ly bôt lycopene tư dâu gâc băng phương phap xa

phong hóa vơi kiêm.


29

Chương 2

THỰC NGHIỆM

2.1. Hoa chât, dung vu và thiêt bị nghiên cưu

2.1.1. Hoa chât

Hóa chât sư dung cho nghiên cứu đươc trình bày trong bảng 2.1. Các

chât này đươc sư dung làm thực nghiệm mà không qua giai đoạn tinh chê

thêm.

Bảng 2.1. Hóa chât

Hóa chât

Sô

lương/1

TN

Đơn vi Sô TN Tông sô lương Nhà cung câp

Dâu gâc 20 G 25 500 Gac Viet

PG 12 ml 25 300

Ethanol 80 ml 25 2000

KOH 8 ml 25 200 Merck

NaCl 9‰ 80 ml 25 2000

Tween 80 1 ml 25 25

Dầu gâc của công ty Gac Viet đươc bảo quản kỹ ở ngăn mát tủ lạnh dưới

5 °C, mỗi lần sư dung lây nhanh và đậy kín và dùng hêt trong vòng 1 tháng

sau khi mở nắp. Lycopene và β-carotene là các chuỗi hydrocacbon chưa no,

có nhiêu liên kêt đôi nên rât dễ bị oxy hoá dưới các tác nhân nhiệt, các chât có

khả năng oxy hoá cao và ánh sáng.

Các hoá chât dùng cho quá trình xà phòng hoá gôm KOH của Merck,

propylene glycol của Scharlau, ethanol thực phâm 95 %, nước đa loại ion (DI)

đươc sản xuât tại Trung tâm Nghiên cứu và Triên khai thuộc khu Công nghệ

cao Thành phô Hô Chi Minh, và khi nitơ (công ty TNHH Air Liquide Việt

Nam) đạt tiêu chuân phòng sạch, muôi ăn đươc hoà tan trong nước DI rôi lọc.


30

Quá trình lọc rưa tinh thê carotenoid sư dung màng lọc Whatman Nylon 0,2

μm, đường kính 47 mm.

2.1.2. Dung cu và thiêt bị nghiên cưu

Dung cu và thiêt bị sư dung trong nghiên cứu bao gôm:

- Máy khuây tư IKA RW 20 Digital với cánh khuây dài 35 cm nhựa

Teflon đê chông bị ăn mon bởi KOH.

- Cánh khuây.

- Máy hut chân không.

- Bình thổi khi nitơ lỏng đê làm khô mẫu.

- Máy đo UV-Vis, Visco Spectrophotometer V670.

- Bê điêu nhiêt.

- Bêp gia nhiêt.

- Cân phân tich.

- Giá đơ.

- beaker 250 ml.

- Pipet 5, 10 ml.

- Erlen 250 ml.

- Bô loc thuy tinh, phêu loc.

- Giây loc 0,2 µm.

- Nhiêt kê thuy ngân , hệ đươc ổn nhiệt cách thuy thông thường sư dung

nhiệt kê thuy ngân chính xác 1 °C.

- Ông nhỏ giọt.

- Bóp cao su.

- Giây quy tim.

- Các chai nâu nhỏ tôi màu đê đựng mẫu và chai sáng màu đê đo UV -

Vis.


31

2.2. Thưc nghiêm

Quy trinh t rich ly lycopene tư dâu gâc băng phương phap xa phong hoa

đươc thê hiên trong hinh 3.9 trong phu luc và đươc mô tả như sau.

20 g dầu gâc đươc rót vào một beaker phù hơp khoảng 250 ml, bên ngoài

beaker đươc bao giây nhôm cân thận đê có thê truyên nhiệt đươc nhưng hạn

chê tôi đa ánh sáng lọt vào (Hình 3.3). Beaker đươc đăt trong bê chưng cách

thủy ở nhiệt độ 50°C sau đó thêm 12 g PG và khuây đêu với tôc độ 400

vòng/phút trong 60 phút.

Quá trình xà phong hoá đươc tiên hành chậm ở nhiệt độ 55 °C băng cách

thêm tư tư 8 mL dung dịch KOH 12 M trong 30 phút trong khi vẫn tiêp tuc

khuây với tôc độ như trên trong vong 90 phút. Ở giai đoạn này có thê xà

phong đươc tạo ra làm độ nhớt tăng nhiêu, do đó thỉnh thoảng cần lưu ý đê

hỗn hơp luôn đươc khuây đêu.

Hình 2.1. Qua trình khuây tư xà phong hóa dâu gâc [ảnh chup]

Đê giảm độ nhớt của hỗn hơp trước khi lọc, 120 ml ethanol đươc thêm

vào và khuây đêu trong vong 15 phut cho đên khi hỗn hơp trong suôt. Beaker

đươc lây ra và bao kín băng bao phim và giây nhôm rôi đê trong ngăn mát tủ


32

lạnh ở nhiệt độ 5-10°C trong 2-3 giờ đê các chât rắn lycopene và β-carotene

có thê lắng dần xuông đáy. Luc này màu của dung dịch ở trên it đỏ hơn, và ở

gần đáy có thê quan sát thây một lớp chât rắn lắng đọng màu đỏ hông.

Khuây thật nhẹ hỗn hơp rôi lọc toàn bộ băng màng lọc 0,2 μm, có hỗ

trơhút chân không. Chât rắn còn lại trên màng đươc rưa với hỗn hơp dung

dịch ethanol:NaCl 0,9 % với tỉ lệ 1V:1V cho đên khi độ PH = 7 và nước rưa

không còn bọt, không có màu.

Hình 2.2. Qua trình lọc lycopene [ảnh chup]

Chât rắn carotenoid và giây lọc đươc bảo quản băng cách đăt trong chai

nâu và sây khô băng dong khi nitơ. Xác định khôi lương của tổng chât rắn

thuđươc (cân khôi lương giây lọc trước và sau khi có thêm carotenoid) rôi đo

phổ đê xác định nông độ lycopene và β-carotene.


33

Hình 2.3. Hoa tan lycopen vào dung môi n-hexan đo UV-Vis [ảnh chup]

2.2.1. Nghiên cưu anh hương cua nông đô KOH đên hiêu suât trich ly

lycopene

Muc đich : Khảo sát ảnh hưởng của nông đô KOH đên hiêu suât trich ly

đê tìm ra nông đô KOH tôi ưu tại đó hiệu suât trich ly la cao nhât.

Kế hoạch thi nghiệm: Phản ứng đươc thực hiện băng phương pháp khuây

tư gia nhiệt trong điêu kiện cô định nhiêt đô phan ưng , thơi gian xa phong

hóa, tôc đô khuây, và lương dung môi PG. Cơ sơ dư kiên đê cô đinh cac yêu

tô dưa vao nhưng khao sat cua cac chuyên gia , chung tôi chỉ khảo sát các

thông sô quanh đo va kiêm tra lai [21]. Khảo sát phản ứng lần lươt ở các nông

độ 8M, 10M, 12M, 14M, 16M và 18M.

Tiến hành thi nghiệm: Thi nghiệm đươc tiên hàn h như trong quy trinh

hình 3.9 trong phu luc va mô ta quy trinh.

2.2.2. Nghiên cưu anh hương cua tôc đô khuây đên hiêu suât trich ly

lycopene

Muc đich : Khảo sát ảnh hưởng của tôc đô khuây đên hiệu suât trich ly

đê tìm ra tôc đô khuây tôi ưu tại đó hiệu suât trich ly la cao nhât.


34


tư gia nhiệt trong điêu kiện cô định nhiêt đô phan ưng , thơi gian xa phong

hóa, nông đô KOH, và lương dung môi PG. Khảo sát phản ứng lần lươt ở các

thê tich KOH sư dung 4 ml, 6 ml, 8 ml, 10 ml,12 ml và 14 ml.



2.2.3. Nghiên cưu anh hương cua thơi gian xa phong hoa đên hiêu suât

trich ly lycopene

Muc đich : Khảo sát ảnh hưởng của thơi gian xa phong hoa đên hiêu suât

trich ly đê tìm ra thời gian tôi ưu tại đó hiệu suât trich ly là cao nhât.


tư gia nhiệt trong điêu kiện cô định nhiê t đô phan ứng, nông đô KOH, tôc đô

khuây, và lương dung môi PG. Khảo sát phản ứng lần lươt ở các thơi gian 30,

phut, 60 phut, 90 phut, 120 phut, 150 phut và 180 phut.

Tiến hành thi nghiệm: Thi nghiệm đươc tiên hàn h như trong quy tri nh


2.2.4. Nghiên cưu anh hương cua nhiêt độ phan ưng đên hiêu suât trich ly

lycopene

Muc đich : Khảo sát ảnh hưởng của nhiêt đô phan ưng đên hiêu suât trich

ly đê tìm ra nhiêt đô tôi ưu tại đó hiệu suât trich ly la cao nhât.


tư gia nhiệt trong điêu kiện cô định thơi gian xa phong hóa, nông đô KOH ,

tôc đô khuây, và lương dung môi PG. Khảo sát phản ứng lần lươt ở các nhiêt

đô 40 0C, 50

0C, 60

0C, 70

0C và 80

0C.

Tiến hành thi nghiệm: Thi nghiệm đươc tiên hành như trong quy trinh



35

2.2.5. Nghiên cưu anh hương cua lương dung môi PG đên hiêu suât trich

ly lycopene

Muc đich : Khảo sát ảnh hưởng của lương dung môi PG đên hiêu suât

trich ly đê tìm ra lương dung môi PG tôi ưu tại đó hiệu suât trich ly la cao

nhât.


tư gia nhiệt trong điêu kiện cô định thơi gian xa phong hóa, nông đô KOH ,

tôc đô khuây, và nhiệt độ phản ứng . Khảo sát phản ứng lần lươt ở các thê tich

dung môi 0 ml, 6 ml, 12 ml, 18 ml va 24 ml.



2.3. Phương phap phân tich san phâm

Phương phap xac định nồng độ với UV-Vis

Muc đich: Phương phap nay nhăm xac đinh nông đô cua lycopene sau

khi trich ly.

Nguyên tăc:Khi chiêu môt chum bưc xa đơn săc co bươc song tư 300 –

800 nm va cương đô I đi qua cuvet co đưng mâu lycopene se xay ra hiên

tương hâp thu phân tư. Kêt qua đươc thê hiên băng phô đô biêu diên sư tương

quan giưa cương đô hâp thu theo bươc song.

Thưc nghiêm:Phô UV-Vis cua lycopene đươc đo tai Trung tâm Nghiên

cứu và Triên khai thuộc khu Công nghệ cao Thành phô Hô Chí Minh băng

thiêt bi máy đo UV-Vis Visco Spectrophotometer V670.

Các carotenoid đươc hoà tan trong n-hexane và xác định thành phần dựa

trên phương pháp của tính phổ hâp thu đông thời của Zechmeister [30], [31].

Phổ hâp thu vùng khả kiên của hai thành phần carotenoid chính trong màng

gâc là lycopene và β-carotene chông lên nhau một phần nhưng thứ tự vị trí


36

các đỉnh theo bước sóng có khác nhau. Vì tính cộng đươc của độ hâp thu các

chât khác nhau tại mỗi bước sóng, trong trường hơp này chúng ta thiêt lập hệ

phương trình liên hệ các độ hâp thu ở hai bước sóng khác nhau đê suy ra nông

độ của tưng chât một cách đông thời.

Lycopene trong n-hexane có các đỉnh hâp thu lần lươt tại 503 nm, 472

nm, và 445 nm. Con β-carotene có hai đỉnh ở 478 nm và 452 nm. Vị trí các

đỉnh phổ trong ether dâu hoa , diethyl ether, methanol, ethanol và acetonitrile

gần như trùng với các giá trị trên, trong khi đó các đỉnh dịch vê phia bước

sóng dài khoảng 2–6 nm trong acetone, tư 10-20 nm trong chloroform và

dichloromethane, 18 – 24 nm trong toluene [31].

Nêu sư dung đơn vị tính nông độ là mg/l và kêt hơp với giá trị các hệ sô

hâp thu (đơn vịl/mg) của các chât ở các bước sóng 503 nm của lycopene và

450 nm của β-carotene, hệ phương trình độ hâp thu tại hai bước sóng này là:

𝐴503 = 0,320𝐶𝐿𝑦𝑐 + 0,043𝐶𝑏−𝑐𝑎𝑟 , (1)

𝐴450 = 0,216𝐶𝐿𝑦𝑐 + 0,258𝐶𝑏−𝑐𝑎𝑟 . (2)

Hình 2.4 thê hiện phổ hâp thu của lycopene và β-carotene chuân với

nông độ 1,0 mg/l trong acetonitrile [18]. Tại bước sóng 450 nm, đỉnh của hai

phổ có độ cao tương đương nhau, trong khi đó, tại bước sóng 503 nm, phổ β-

carotene rât bé. Điêu này phù hơp với giá trị hệ sô hâp thu trong hệ phương

trình trên. Tư hệ phương trình này, giá trị nông độ của lycopene và β-carotene

có thê suy ra đông thời [43]

𝐶𝐿𝑦𝑐 = 3.521𝐴503 − 0.587𝐴450 , (3)

𝐶𝑏−𝑐𝑎𝑟 = 4.367𝐴450 − 2.947𝐴503 . (4)


37

Hình 2.4. Phô hâp thu kha kiên trong acetonitrile cua lycopene (liên net),

β-carotene (liên manh)

Có nhiêu phương pháp xác định thành phần của các carotenoid trong đó

hai phương pháp phổ biên nhât là phổ tư ngoại khả kiên UV-Vis và phương

pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC. Phương pháp HPLC vưa có thê phân

tách các carotenoid vưa có thê xác định đươc thành phần một cách chính

xác.Tuy nhiên cung chinh vì thê nó khá đắt, cần các kỹ thuật phức tạp, tôn

kém thời gian và dùng nhiêu hoá chât khá độc hại. Với chi phi thông thường

và quy trình xác định đơn giản hơn nhiêu, phương pháp UV-Vis đa đươc sư

dung rộng rãi trong các nghiên cứu cho phép thu thập các thông sô nhanh và

khá chính xác. Thật vậy, Fish 2012 [43] trong khảo sát các phương pháp khác

nhau đê xác định thành phần carotenoid đa chứng minh sự chênh lệch giữa

hai phương pháp nêu trên đôi với lycopene là 7,8 % và đôi với β-carotene là

5,0 %.

Trong đô an này, tôi giới hạn xác định thành phần hai carotenoid chủyêu

của sản phâm dựa trên phổ UV-Vis và suy ra tư hai phương trình (3) và (4).

Kêt quả cung đươc dùng đê đánh giá hiệu suât của quá trình trích ly.


38

2.4. Nhưng lưu y khi tiên hanh thi nghiêm

Lycopene dê bi nhiêt phân huy khi nhiêt đô lơn hơn 600C. Vì vậy , cân

quan sat va điêu chinh nhiêt đô trong qua trinh xa phong hoa . Ethanol se hoa

tan môt phân lycopene khi ơ nhiêt đô cao , nên tranh đun ethanol va lycopene

trên bêp nhiêt.

Lycopene se bi oxy hoa ngoai không k hi khi tiêp xuc trực tiêp với ánh

sáng, trong suôt qua trinh lam thi nghiêm nên tranh anh sang băng cach dung

giây nhôm bao beaker chưa mâu khi xa phong hoa va bo bôt carotenoid vao

chai nâu kin sau khi xa phong hoa trươc khi tiên hanh đo UV-Vis.

Đê lam khô bôt carotenoid băng khi nitơ , khi thôi khi vao chai chưa bôt

carotenoid không đươc đê ông thôi qua sâu se lam bay mât bôt carotenoid.

Quá trình thí nghiệm cần phải thực hiện nhanh, không đê dầu gâc, các

sản phâm trung gian và bột lycopene (carotenoid) bị quá nhiệt, phơi sáng,

phơi khi hoăc nhiễm khuân.

Khi tiên hanh đo UV-Vis, đê đo chinh xác thì cần phải đo nhanh vì dung

môi hexane bay hơi rât cao . Khi đo base chuân cân đo ca 2 cuves chưa dung

môi hexane khi phô đô ra môt đương thăng song song vơi truc hoanh la chinh

xác. Lưu y, dung môi hexane rât đôc nên cân thu hôi mâu thai đê xư ly sau ,

không đô bưa bai.


39

Chương 3

KẾT QUA VÀ THAO LUÂN

3.1. Kêt qua trich ly lycopene tư dâu gâc băng phương phap xa phong

hoa

Hình lần lươt mô tả quá trình và kêt quả chủ yêu của thí nghiệm. Ở hình

3.1, sau khi thiêt lập thí nghiệm, phia trên beaker cung đươc che ánh sáng

băng giây nhôm chỉ đê khoảng trông vưa đủ cho cánh khuây và nhiệt kê.

Trong hình 3.1. b, hỗn hơp sản phâm của quá trình xà phòng hoá trở nên cô

đăc có độ nhớt cao. Hình 4.1.c cho thây các carotenoid lắng đọng dần ở đáy

trong dung dịch sản phâm sau khi rưa với ethanol ở nhiệt độ thâp. Bột

carotenoid thu đươc có màu đỏ khá đậm, tan trong n-hexane nhưng không tan

trong nước (hình 2.5.d).

Quá trình tách bột carotenoid trong chât béo thường đươc tiên hành băng

phương pháp thủy phân. Vương và cộng sự năm 2006 [29] sư dung quy trình

điêu chỉnh tư đê xuât của Khachik 1992 [17] trong đó carotenoid trich ly tư

các nguôn thực phâm sây lạnh sư dung tetrahydrofurane (THF), sau đó đươc

thuy phân với KOH 10 % trong methanol 75 % trong 150 phút rôi đươc rưa

băng dung dịch NaCl 13 g/L và lăp lại trích ly 3 lần với hexane. Pha hexane

sau đó đươc tách khỏi pha nước rôi sây khô băng nitơ. Carotenoid thu đươc tư

phương pháp này cung như rât nhiêu phương pháp tương tự khác có độ tinh

khiêt cao, có thê loại bỏ đươc các tạp chât rắn nhưng lại sư dung nhiêu dung

môi hữu cơ nên có thê tôn tại vêt trong sản phâm. Do đó quy trình này phù

hơp cho các phân tich chinh xác như HPLC. Nêu ứng dung trong thực phâm

hoăc mỹ phâm thì cần phải khảo sát và hạn chê tôn dư dung môi ở giới hạn an

toàn.


40

a. Dâu gâc ban đâu b. Hôn hơp sau xa phong hóa

c. Carotenoid lăng đong d. Bôt carotenoid trong

sau xa phong hoa hexane va nươc

Hình 3.1. Qua trình tiến hành thi nghiệm xà phong hóa dâu gâc

Ausich và Sanders [37] đa tổng quát đươc một quy trình đơn giản an toàn

đê cô lập và lọc tinh thê lycopene cung như carotenoid tư các oleoresin (gôm

nhựa, sáp ong, chât béo và dầu). Ban đầu oleoresin đươc trộn đêu với một hỗn

hơp gôm PG, nước và alkali (thường là KOH), đê tạo nên phản ứng xà phòng


41

hoá ở nhiệt độ 50-80 °C trong 30 phút. Hỗn hơp sản phâm sau đó pha loang

với nước đê giảm độ nhớt rôi lọc và rưa với nước âm đê làm sạch lycopene.

Ưu điêm của quá trình trên là tinh đơn giản, kinh tê và an toàn vì chỉ sư

dung thêm PG, có thê tiên hành ở quy mô công nghiệp. Măt khác, lycopene có

thê đủ tinh khiêt, sư dung đươc ngay trong thực phâm. Tuy nhiên khi thực

hiện rưa và lọc băng nước như đê nghị, hỗn hơp tuy đa bớt cô đăc nhưng rât

nhớt vì có măt xà phong và KOH dư, nên lọc khá lâu với giây lọc 0,2 μm

(giây lọc lớn hơn không phù hơp vì các hạt lycopene khá bé, se lọt qua hêt).

Ngoài ra, nêu sư dung bơm chân không hỗ trơ thì nhiệt độ ở phêu lọc và bê

măt giây lọc giảm nhanh, tạo thành lớp sáp xà phong ngăn cản quá trình lọc

dù có thêm nhiêu nước âm. Nêu sư dung nước nóng thì làm giảm chât lương

lycopene.

So vơi phương phap trich ly tư bôt gâc thi trich ly tư dâu gâc không dung

các dung môi độc hại , do đâu vao la dâu ep tư mang gâc , quá trình ép dầu

cung không sư dung hóa chât độc hại gì đê ép dầu và nguyên liệu thì sẵn có .

Trong dâu co c hưa nhưng acid beo no va không no , acid beo không no nhiêu

hơn lam cho nhưng chât trong dung dich chưa xa phong thu đươc sau khi xa

phong hóa có thê đươc trung hoa đê thu hôi xà phong ứng dung trong mỹ

phâm.

Gần đây nhât có nhóm tác giả Mai [21] cung dựa trên phương pháp này

đê tách lycopene, trong đó hỗn hơp sản phâm đươc rưa với dung dịch NaCl,

rôi lần lươt với ethanol, sau đó là hỗn hơp NaCl:ethanol,và trung hoà băng

axit HCl. Tuy nhiên khi thêm nước và trung hoà băng axit thì dung dịch cung

bị nhờn như phương pháp trên nên khó lọc. Ngoài ra, Tween 80 đươc sư dung

với muc đich làm tăng hiệu suât lại có thê tạo ra nhu tương trong hệ xà phòng-

nước và do đó khó tách pha lycopene rắn.


42

Trong quy trình chúng tôi khảo sát, nông độ KOH đươc điêu chỉnh đê hệ

không quá nhớt, tôc độ quay của cánh khuây phù hơp với khả năng của máy

và độ nhớt của hệ. Măc dù vậy, hệ quá lỏng có thê làm giảm tiêp xúc giữa

KOH với dầu, và tăng khả năng tạo nhu tương. KOH thêm vào dần dần đê xà

phòng hoá hêt dầu gâc. Nhiệt độ và thời gian phù hơp đê xà phòng hoá hoàn

toàn. Nhiệt độ thâp làm chậm quá trình xà phong hoá nhưng nêu quá cao se

làm giảm lương lycopene.

Ethanol có khả năng làm giảm khả năng tạo nhu tương trong hệ xà

phòng.Và vì lycopene gần như không tan trong ethanol ở nhiệt độ thâp, chúng

ta có thê dùng ethanol đê rưa hỗn hơp sản phâm và làm lắng lycopene. Lương

ethanol đủ đê giảm độ nhớt đên mức thuận lơi cho quá trình nhưng cung

không quá nhiêu se tôn thời gian lọc. Dung dịch NaCl thêm vào đê rưa các tạp

chât rắn còn lại trên màng lọc.

Bảng 3.1. Tỉ lệ phân trăm (%) cac loại axit trong màng gâc

Axit Nhóm Tỉ lệ Axit Nhóm Tỉ lệ

Oleic C18:1 59,50 Myristic C14:0 0,22

Palmitic C16:0 17,31 Palmitoleic C16:1 0,18

Linoleic C18:2 13,98 Eicosa-11-enoic C20:1 0,17

Stearic C18:0 7,45 Margaric C17:0 0,14

α-linoleic C18:3 0,52 Erucic C22:1 0,10

Arachidic C20:0 0,32 Lauric C12:0 0,04

Các axit béo không bão hoà là thành phần chính của axit béo trong màng

gâc.Bên cạnh đó cung có các axit bao hoà như axit palmitic, axit mysistic và

axit lauric (Bảng 3.1) [36]. Quá trình xà phong hoá đươc điêu chỉnh tư quy

trình của Ausich và Sanders năm 1999 [37] và của Mai cùng cộng sự năm

2016 [33], gôm giai đoạn khuây đêu dầu gâc trong propylene glycol (PG) ở

50°C đê thuy phân một phần các chât béo. Hỗn hơp sau đó tác dung tư tư với

KOH đê quá trình xà phòng hoá xảy ra hoàn toàn ở 55 °C. Sản phâm đươc


43

khuây đêu với ethanol đê dung dịch bớt độ nhớt và trở nên trong suôt, sau đó

giữ ở nhiệt độ dưới 10°C trong khoảng 2-5 giờ đê lycopene và các carotenoid

rắn kêt tu dần rôi lắng xuông đáy. Sau giai đoạn lọc và rưa với ethanol và

dung dịch NaCl 0,9 %, chât rắn sản phâm đươc bảo quản ở nhiệt độ thâp trong

chai nâu có thổi khí nitơ.

Hiệu suât của quy trình suy ra tư nông độ và khôi lương các chât trong

sản phâm so với khôi lương tương đương có trong 20 g dầu. Hiệu suât trích ly

lycopene thường thâp hơn do hoạt tính oxy hoá cao của nó so với carotenoid

(Bảng 3.2).

Bảng 3.2. Hiệu suât cua quy trình trích ly tối ưu

Thành phần Khôi lương

ban đầu

Khôi lương trong sản

phâm Hiệu suât

Lycopene 0,0394 0,0242 61,42

β-carotene 0,1201 0,0796 66,27

Tổng cộng 0,1595 0,1038 65,07

Đơn vị đo khôi lương g, hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần thí

nghiệm.

Tổng lương chât rắn thu đươc 0,1166 g. Hiệu suât trích ly chât rắn là

73,11%. Độ tinh khiêt đạt 89,02 %, đươc tính băng tỉ lệ carotenoid tổng cộng

trong chât rắn lọc đươc. Hiệu suât chung của quá trình là 65,07 %. Ty lệ

lycopene và β-carotene chỉ thay đổi nhẹ so với luc đầu chứng tỏ các điêu kiện

thí nghiệm ở trên giúp bảo vệ tôt lycopene cung như các carotenoid khác [21].

Hiệu quả kinh tê của quá trình trích ly bột carotenoid tư gâc tươi sư dung

phương pháp ép đùn màng gâc rôi xà phong hoá thường đạt khoảng 70,0 % x

65,1 % = 45,5 %. Hiệu suât này có thê tăng lên đên 60,5 % nêu sư dung các

phương pháp xư lý sơ chê màng gâc ở điêu kiện phù hơp đê màng gâc vơ


44

bung ra hêt trước khi ép, nhưng cung phải lưu ý đê đảm bảo an toàn cho các

carotenoid đa giải phóng. Ty lệ lycopene trong sản phâm có thê tăng lên khi

sư dung thêm một sô dung môi đê tái kêt tinh (recystalize) và lọc lycopene

(như trường hơp Mẫu A bảng phu luc 3.9). Tuy nhiên sản phâm có thê có một

sô tôn dư hơp chât hữu cơ và hiệu suât giảm đi. Do đó chung ta không cần

thiêt phải thêm giai đoạn tái kêt tinh vì các carotenoid khác cung rât có ích

cho cơ thê [21].

Ngoài ra trong một sô nghiên cứu, một sô chât có thê đươc thêm vào bảo

vệ các carotenoid vưa đươc giải phóng, như chât hoạt động bê măt NaCMC

(Sodium carboxymethyl cellulose), Tween 80 [18]hoăc chât kháng oxy hoá

khác như BHT (Butylated hydroxytoluene), α-tocopherol. Chúng tôi se khảo

sát vai trò và ảnh hưởng của những chât này trong quá trình trich ly cung như

quá trình ứng dung vào sản phâm cu thê trong những nghiên cứu tiêp theo.

Ngoài phương pháp trich ly tư các loại thực vật, vi khuân, men hoăc nâm,

các carotenoid còn có thê đươc tổng hơp tư 2, 6, 11, 15 - tetramethyl 2, 4, 6, 8,

10, 12, 14 – hexadecaheptaene - 1, 16 - dial và triphenyl - (3, 7 - dimethyl - 2

,6 - octadien - 1 - ylidene) - phosphine (US. Pat. No. 2,842,599) hoăc tư 3, 7,

11, 15 - tetramethylhexadeca - 2, 4, 6, 8, 10, 14 - hexaen - 1 - yl -

triphenylphosphonium bisulfate (US. Pat. No. 4,105,855) và hiện nay rât phổ

biên trong thương mại. Tuy nhiên, quá trình tổng hơp tôn thời gian, phức tạp

với nhiêu bước khác nhau và thiêt bị hiện đại; lycopene tổng hơp lại khó hâp

thu hơn so với lycopene trong tự nhiên [37].

Với ưu thê trong phân bô trái gâc - “trái cây tư trên thiên đường”, cung

như vai tro quan trọng của lycopene với hàm lương lớn trong gâc, việc đầu tư

nghiên cứu sản xuât và ứng dung nhiêu hơn các sản phâm tư gâc tại Việt Nam

hứa hẹn tiêm năng to lớn trong tương lai gần.


45

3.2. Cac yêu tô anh hương đên hiêu suât trich ly lycopene

3.2.1 Anh hưởng cua nông đô KOH

Ảnh hưởng của nông độ KOH đên thu hôi lycopene đươc thê hiên trong

hình 3.2 và bảng 3.3.

Bảng 3.3. Anh hương cua nồng độ KOH đến hiệu suât trich ly lycopene

Nông đô KOH (M) Hiêu suât (%)

8 25,70

10 40,41

12 69,32

14 60,12

16 45,08

18 37,60

Đơn vị đo nông đô M, hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần thí nghiệm.

Hình 3.2. Anh hương cua nồng độ KOH đến hiệu suât trich ly lycopene

Kêt qua hinh 3.2 cho thây, khi nông đô KOH tăng tư 8M đên 12M thi

hiêu suât thu hôi lycopene tăng va đ ạt hiệu suât cao nhât ở 12M. Sau đo, tiêp

tuc tăng nông độ thì hiệu suât thu hôi giảm dần . Qua kêt qua cho thây , nông

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20

Hiệ

u s

uât

(%

)

Nông độ KOH (M)


46

đô KOH co anh hương đang kê đên hiêu suât thu hôi lycopene . Thi nghiệm

đưa ra 6 căp thông sô đê so sanh mưc đô anh hương của nông đô KOH đên

hiêu suât trich ly lycopene co sư khac nhau đang ơ môi căp thông sô , điêu nay

có thê giải thich đươc bởi thời gian xà phong hóa kéo dài khi tăng nông độ

xảy ra hiện tương đóng rắn , gây kho khăn trong viêc t ách carotenoid . Lây

nông đô KOH 12M cho cac thi nghiêm tiêp theo.

3.2.2 Anh hưởng cua tôc độ khuây

Ảnh hưởng của tôc độ khuây đươc thê hiên trong hinh 3.3 và bảng 3.4.

Bảng 3.4. Anh hương cua tốc độ khuây đến hiệu suât trich ly lycopene

Tôc đô khuây (vong/phut) Hiêu suât (%)

200 41,85

300 54,79

400 65,07

500 65,58

600 65,01

700 64,03

Đơn vị đo tôc đô khuây vong /phut, hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần

thí nghiệm.

Hình 3.3. Anh hương cua tốc đô khuây đên hiêu suât trich ly lycopene

0

10

20

30

40

50

60

70

0 100 200 300 400 500 600 700 800

Hiệ

u s

uât

(%

)

Tôc độ khuây (vong/phut)


47

Kêt qua hinh 3.3 và bảng 3.4 cho thây hiêu suât thu hôi lycopene tăng va

đat hiêu suât cao nhât ơ 500 vong/phut. Khi tăng tôc đô khuây thi hiêu suât

thu hôi co xu hương giam nhe . Kêt qua cho thây tôc đô khuây cung co anh

hương đang kê đên hiêu suât thu hôi lycope ne. Tuy nhiên, hiêu suât thu hôi

giưa tôc đô khuây 500 rpm, 600 rpm va 700 rpm lai không đang kê . Tôc đô

khuây cao lam tăng kha năng tiêp x uc giữa các chât , do đo , phản ứng xà

phong hóa cho hiệu suât thu hôi cao hơn . Lây tôc đô khuây 500 vong/phut

cho cac thi nghiêm tiêp theo.

3.2.3 Thơi gian xa phong hoa

Kêt qua ảnh hưởng của thời gian xà phong hóa đươc thê hiện trong hinh

3.4 và bảng 3.5.

Bảng 3.5. Anh hương cua thời gian xà phong hóa đến hiệu suât trich ly

lycopene

Thơi gian xa phong hoa (Phut) Hiêu suât (%)

30 38,03

60 59,27

90 65,07

120 57,43

150 55,97

180 52,10

Đơn vị đo thơi gian phut , hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần thí

nghiệm.

Kêt qua cho thây răng thơi gian phan ưng co anh hương đang kê trong

viêc thu hôi hiêu suât lycopene . Hiêu suât đat cao nhât ơ 90 phut. Thi nghiệm

cho thây sư khac biêt đang kê giưa cac thơi gian tư 30 phut đên 90 phut

nhưng hiêu suât thu hôi vơi 120 phut và 150 phut là không đáng kê . Trong

phản ứng xà phong hóa , khi tăng thơi gian phan ưng , các chât se có đủ thời

gian đê pha trôn va phan ưng vơi nhau . Phản ứng xà phong hóa có thê xảy ra


48

hoàn toàn và làm giảm các acid béo có trong dâu. Lây thơi gian xa phong hoa

90 phut cho các thi nghiệm tiêp theo.

Hình 3.4. Anh hương cua thời gian xà phong hóa đến hiệu suât trich ly

lycopene

3.2.4. Anh hưởng cua nhiêt độ phan ưng

Một trong những yêu tô quan trọng ảnh hưởng đang kê đên hiệu suât

của phản ứng hóa học là nhiệt độ.Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đên hiệu

suât thu hôi đươc thê hiên trong hinh 3.5 và bảng 3.6.

Bảng 3.6. Anh hương cua nhiệt độ phản ưng đến hiệu suât trich ly lycopene

Nhiêt đô phan ưng (0C) Hiêu suât (%)

30 15,72

40 22,38

50 51,65

60 68,20

70 58,70

80 12,50

Đơn vị đo nhiêt đô 0C, hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần thí

nghiệm.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 50 100 150 200

Hiệ

u s

uât

(%

)

Thời gian xà phong hóa (Phut)


49

Kêt qua cho thây hiêu suât tăng tư 40 0C đên 60

0C, hiêu suât tăng nhanh,

đat cao nhât ơ 60 0C và hiệu suât thu hôi khác nhau đáng kê so với các nhiệt

đô khac . Khi nhiêt đô tăng đên 70 0C và 80

0C thì hiệu suât thu hôi giảm .

Trong phan ưng xa phong hoa , nhiêt đô cao rât cân thiêt cho phan ưng , nhiêt

đô cao hơn thi phan ưng xay ra nhanh hơn , loại bỏ dễ dàng hơn các acid béo

có trong dầu làm tăng nông độ lycopene thu đươc. Tuy nhiên, khi nhiêt đô

quá cao, nó se phân hủy các carotenoid , làm giảm hiệu suât thu hôi lycopene .

Vì vậy , khi tăng nhiêt đô cao phai bô sung thêm môt lương nho chât chông

oxy hoa vi no co thê lam giam tac đông nhi ệt và làm tăng hiệu suât thu hôi

lycopene. Lây nhiêt đô phan ưng 60 0C cho cac thi nghiêm tiêp theo.

Hình 3.5. Anh hương cua nhiệt độ phản ưng đến hiệu suât trich ly lycopene

3.2.5 Anh hưởng cua lương dung môi PG

Ảnh hưởng của lương dung môi đươc thê hiên tro ng hinh 3.6 và bảng

3.7.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 20 40 60 80 100

Hiệ

u s

uât

(%

)

Nhiệt độ phản ứng (0C)


50

Bảng 3.7. Anh hương cua lượng dung môi PG đến hiệu suât trich ly

lycopene

Lương dung môi PG (ml) Hiêu suât (%)

0 21,60

6 29,12

12 65,80

18 61,10

24 60,70

30 59,90

Đơn vị đo thê tich ml , hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần thí

nghiệm.

Kêt qua cho thây hiêu suât tăng thu hôi tăng va đat cao nhât ơ 12 ml.

tăng lương PG tư 14 ml đên 24 ml thi hiêu suât thay đôi không đang kê . Thi

nghiêm cho thây hiêu suât không co sư khac biêt đang kê giưa 12 ml, 18 ml

và 24 ml. Vì vậy, đê giảm chi phi, 12 ml PG đươc sư dung cho cac thi nghiêm

và khi lương PG sư dung làm hiệu suât đạt tôi đa thì thêm lương PG cung

không co nhiêu tác dung. Lây lương dung môi 12 ml cho cac thi nghiêm tiêp

theo.

Hình 3.6. Anh hương cua lượng dung môi PG đến hiệu suât trich ly lycopene

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30

Hiệ

u s

uât

(%

)

Dung môi PG (ml)


51

Bảng 3.8. Khảo sát hiệu suât quy trình theo thông số thí nghiệm

Thông sô 1 2 3 4

Khôi lương KOH 12M (g) 0 4 8 12

0 29,15 65,07 65,21

Thời gian xà phòng hoá (Phut) 60 90 120 150

59,27 65,07 57,43 55,97

Tôc độ quay

(Vòng/phút)

200 300 400 500

41,85 54,79 65,07 65,58

Thời gian lắng

(Giờ)

0 1 2 3

32,43 51,38 65,07 66,19

Đơn vị đo khôi lương g, hiệu suât %. Kêt quả lây trung bình 3 lần thí nghiệm.

Bảng 3.8 tổng hơp kêt quả khảo sát hiệu suât của quá trình trích ly theo

các thông sô thí nghiệm chứng minh sự phù hơp của những giải thích trên.

Các thông sô như tôc độ khuây, thời gian lắng, và lương KOH khi tăng so với

mức chuân 3 (tôi ưu) se làm tăng hiệu suât nhưng không đáng kê. Tôc độ

khuây cung không thê tăng nhiêu do khả năng của máy và do độ nhớt của hệ.

Lương KOH tăng và dư sau xà phong hoá quá nhiêu là không cần thiêt, vưa

tôn kém hoá chât, vưa khó rưa và lọc. Thời gian lắng có thê ảnh hưởng đên

khả năng nâng công suât của quá trình này trong công nghiệp.

3.3 Phô UV cua lycopene

Tư phổ UV-Vis, hàm lương của các carotenoid đươc suy ra tư các

phương trình trên. Phương pháp xác định đông thời nông độ carotene và

lycopene cho giá trị chinh xác hơn phương pháp chỉ dùng riêng re giá trị đỉnh

hâp thu của lycopene (473 nm) và của carotenoid (450 nm) vì phổ của hai

chât này chông chập nhau ở hai bước sóng trên [39].


52

Hình 3.7. Phô UV-Vis trong n-hexane cua cac mâu bôt carotenoid thu

đươc vơi ti lê lycopene:β-carotene khac nhau

Hình 3.7. thê hiện phổ UV - Vis của 3 mẫu bột carotenoid khác nhau,

đưa ra 3 mâu đê so sanh dưa trên phô đô , trong đó Mẫu C (mâu dưa trên khao

sát các yêu tô ảnh hưởng trên chọn ra các thông sô tôi ưu nhât đê thực hiện

mâu, là một trong 3 sản phâm thu đươc bởi quy trình xà phòng hoá tôi ưu.

Mẫu A (là mẫu chuân [21]) có nông độ lycopene cao và ta có thê quan sát rõ 3

đỉnh đăc trưng của lycopene phù hơp với kêt quả của các tác giả khác [39],

[23]. Ở Mẫu B (mâu thư nghiệm thời gian lọc và sây lâu trong hơn không khi)

đỉnh ở vị trí thứ 4 không còn (Bảng 3.9 trong phu luc ) mà đỉnh đăc trưng ở

450 nm trở nên trội hơn.


53

KẾT LUÂN VÀ KIẾN NGHỊ

Trên cơ sở các kêt quả nghiên cứu thu đươc, chúng tôi rút ra một sô kêt

luận sau:

1. Trich ly đươc bột lycopene băng phương pháp xà phong hóa với kiêm

sư dung propylene glycol.

2. Đa tiên hành khảo sát các yêu tô ảnh hưởng (nông đô , tôc đô khuây ,

nhiệt độ, thời gian và lương dung môi ) đên hiêu suât trich ly lycopene . Các

kêt quả thu đươc cho thây phản ứng đạt hiệu suât tôi ưu khi thực hiện ở điêu

kiện KOH 12 M, khuây vơi tôc đô 500 vong/phut, ở 55 0C trong 90 phut với

hiệu suât 61,42%.

3. Quy trình trích ly carotenoid mà chủ yêu là lycopene tư dầu gâc băng

phương pháp xà phong hoá chỉ dùng KOH và PG là một phương pháp khả thi,

an toàn và ít tôn kém. Sản phâm có thê sẵn sàng sư dung ngay trong thực

phâm hoăc mỹ phâm.Tuy nhiên khi áp dung quy trình này vào sản xuât công

nghiệp, các thiêt bị và quá trình lọc cần điêu chỉnh phù hơp đê có thê đạt hiệu

quả cao.

Ngoài ra, chúng tôi có một sô kiên nghị như sau:

1. Khảo sát các yêu tô ảnh hưởng và trich ly bột lycopene tư bột gâc

băng cac phương phap khac nhau như sư dung dung môi hưu cơ hay Soxhlet,

đăc biêt la phương phap CO 2 siêu tơi han đê tăng hiệu suât thu hôi lycopene

và rut ngắn thời gian phản ứng.

2. Tư bôt lycopene đa đươc trich ly, tiên hanh lam Nano lycopene đê ưng

dung rộng rai và chât lương lycopene, nâng gia thanh san phâm.


54

TÀI LIỆU THAM KHAO

[1]. Trân Đưc Ba (2000). Lạnh đông rau quả xuât khẩu , NXB Nông Nghiêp ,

Tp. HCM.

[2]. Nguyên Hưa Đang (2000). Cây thuôc nam – phong và chưa bệnh ,

NXBVăn hoa dân tôc, Tp. HCM.

[3]. Đinh Ngoc Lâm (1989). Cây gâc, NXB Nông Nghiêp Ha Nôi, Hà Nội.

[4]. Phan Thanh Sơn Nam (2008). Hóa học xanh trong tông hợp hưu cơ, NXB

ĐHQG Ha Nôi, Hà Nội.

[5]. Nguyên Thi Kim Phung (2007). Phương phap cô lâp hơp chât hưu cơ ,

NXB ĐHQG Tp. Hô Chi Minh, Tp. HCM.

[6]. Lê Đưc Trân (1998). Cây thuôc Viêt Nam , NXB KH & KT Ha Nôi , Hà

Nôi.

[7]. Auisakchaiyoung, T. and *Rojanakorn, (2015). Effect of foam-mat drying

conditions on quality of dried Gac fruit

(Momordica cochinchinensis ) aril, InternationalFood Research Journal, 2027-

2029.

[8]. A.V. Rao, L.G. Rao, (2007). Carotenoids and human health,Pharmacol.

Res., 55, 3, 207–216.

[9]. Bailey, (2015). Lycopene extraction properties and usage, Food science

and technology, 4, 13-20.

[10]. Barberan, (2012). Improving the health-promoting properties

of fruit and vegetable products, Woodhead publishing in foood science,

technology and nutrition, 5, 7, 21-29.


55

[11]. B.K. Ishidaet al., (2004). Fatty Acid and Carotenoid Composition of Gac

(Momordica cochinchinensis Spreng) Fruit,J. Agric. Food Chem., 52, 2, 274–

279.

[12]. Bott, K.a., (1993). Extraction of Natural products using near critical

solvents, Chapman & Hall, London, UK.

[13]. C. Rosatiet al., (2000).Metabolic engineering of beta-carotene and

lycopene content in tomato fruit, Plant J., 24, 3, 413–419.

[14]. Ciriminna, (2016). Lycopene: Emerging production methods and

applications of a valued carotenoid, Chemistry and Engineering, 2-7.

[15]. D. Cvetkovic D. Markovic, (2008). Stability of carotenoids toward UV-

irradiation in hexane solution, J.Serbian Chem. Soc., 73, 1, 15-27.

[16]. Enriquez, (2013). Carotenoids extraction and quantification, RSC

Publishing, 3-8.

[17]. F. Khachiket al.,(1992). Carotenoids Part A: Chemistry, Separation,

Quantitation and Antioxidation, Elsevier, 213.

[18]. F.A. De Sousaet al., (2014). Influence of ripening stages of tomatoes in

the analysis of pesticides by gas chromatography,J. Braz. Chem. Soc.,25,

8,1431–1438.

[19]. H. Aokiet al., (2002). Carotenoid Pigments in GAC Fruit (Momordica

cochinchinensis SPRENG),Biosci. Biotechnol. Biochem., 66, 11, 2479–2482.

[20]. H.C. Mai et al., (2013). Optimization of enzyme-aided extraction of oil

rich in carotenoids from gac fruit (Momordica cochinchinensis Spreng.),Food

Technol. Biotechnol., 51, 4, 488–499.


56

[21]. H.C. Mai, V. Truong, F. Debaste, (2016). Carotenoids purification from

gac (Momordica cochinchinensis Spreng) fruit oil,J. Food Eng., 172, 2–8.

[22]. Helgason, (2009). Beta Carotene encapsulated within solid lipid

nanoparticles, Food chem, 1-7.

[23]. I.M. Soroka et al., (2012). Spectroscopy analysis for simultaneous

determination of lycopene and b-carotene in fungal biomass of blakeslea

trispora,Acta Biochim. Pol., 9, 1, 65–69.

[24]. J.R. Bailey, (2012). Lycopene-Food sources, potential role in human

health and antioxidant effects, Food scien., New York: Nova Science.

[25]. Kaur, (2008). Effect of extraction conditions on lycopene extractions

from tomato processing waste skin using response surface methodology,

[26]. Lilwani, (2015). Extraction and isolation of lycopene form various

natural sources, IOSR Journal of Biotechnology and Biochemistry, 1-3.

[27]. Liana Maria Alda, (2012). Lycopene content of tomatoes and tomato

products, Journal of Agroalimentary Processes and

Technologies, 2, 3.

[28]. L.T. Vuong, J.C. King, (2003). A method of preserving and testing the

acceptability of gac fruit oil, a good source of b-carotene and essential fatty

acids,Food Nutr. Bull., 24, 2, 24–230.

[29]. L.T. Vuonget al., (2006). Momordica cochinchinensis Spreng.(gac) fruit

carotenoids reevaluated, J. FoodCompos. Anal., 19, 6–7, 664–668.

[30]. L. Zechmeister, A. Polgár, (1943). Cis-trans Isomerization and Spectral

Characteristics of Carotenoids and Some Related Compounds, J. Am. Chem.

Soc., 65, 8, 1522–1528.


57

[31]. L. Zechmeisteret al.,(1943). Spectral Characteristics and Configuration

of Some Stereoisomeric Carotenoids Including Prolycopene and Pro-γ-

carotene,J. Am. Chem. Soc., 65, 10, 1940–1951.

[32]. M. Kristensonet al, (1997).Antioxidant state and mortality from

coronary heart disease in lithuanian and swedish men: concomitant cross

sectional study of men aged 50, BMJ, 314, 7081.

[33]. P. Lvetal., (2015). Changes in carotenoid profiles and in the expression

pattern of the genes in carotenoid metabolisms during fruit development and

ripening in four watermelon cultivars,Food Chem., 174, 52–59.

[34]. P.M. Choksi, V.Y. Joshi, (2007). A Review on Lycopene – Extraction,

Purification, Stability and Applications,Int. J. Food Prop., 10, 2, 289–298.

[35]. P. Singhet al., (2012). Lycopene antioxidant activity in cosmetics

meadow, Inter. Research J ofPha., 3, 1,46–47.

[36]. Rizvi, S.S.H., (1994). Supecritical fluid Processing of food and

biomaterial,. Chapman & Hall, London, UK.

[37]. R.L. Ausich, D.J. Sanders, (1999). Process for the isolation and

purification of lycopene crystals,US. Pat.5858700.

[38]. R. Filipcikovaet al., (2015). Lycopene improves the distorted ratio

between AA/DHA in the seminal plasma of infertile males and increases the

likelihood of successful pregnancy,Biomed. Pap., 159, 1, 77–82.

[39]. S.Machmudah, M. Goto, (2013). Methods for extraction and analysis of

carotenoids, Nature, 188.

[40]. Saima haroon, (2014). Extraction of Lycopene from Tomato Paste and

its Immobilization for Controlled Release, Food Chem, 3, 13, 20-35, 50-107.


58

[41]. T.C. Kha et al., (2013). Effects of Gac aril microwave processing

conditions on oil extraction efficiency, and β-carotene and lycopene contents,

J. Food Eng., 117, 4, 486–491.

[42]. W. Angkananon, V. Anantawat, (2015). Effects of Spray Drying

Conditions on Characteristics, Nutritional Value and Antioxidant Activity of

Gac Fruit Aril Powder, Rev. Integr. Bus. Econ. Res., 4.

[43]. W.W. Fish, (2012). Refinements of the attending equations for several

spectral methods that provide improved quantification of beta-carotene

and/or lycopene in selected foods,Postharvest Biol. Technol.,66.

[44]. Waikato, (2014). Extraction lycopene from tomato waste, Food Chem,

13, 25-67, 89-107.


59

PHỤ LỤC

50 g bôt gâc

Hôn hơp A

Khuây tư ở 500C trong

60 phut, 400 rpm

Thêm 2.5g KOH

Chât răn B

Lọc lây chât rắn và rưa

cho đên pH=7

Rưa với 3V Ethanol và

1V Ethanol:NaCl ty lệ

(7:3)

Hôn hơp C

Ngâm vao dung môi

Diethyl ether

Dung dich D

Lọc lây dịch

Lycopene

Cô quay với hệ khép

kín

Thổi N2 lỏng làm

khô bột

Đo UV-Vis

Hình 3.8. Quy trinh trich ly lycopene tư bôt gâc


60

20 g dâu gâc

Dung dich A

Khuây tư 60 phút ở 500C,

400 rpm

Dung dich B

Khuây tư 90 phút ở 550C,

400 rpm

8ml KOH 12M

Dung dich C

Khuây tư đên trong dung

dịch, 400 rpm

4M Ethanol

Chât răn D

Lọc với giây lọc 0.2µm,

rưa cho đên pH=7

Thổi N2 lỏng làm

khô

Rưa với 1V hỗn hơp

Ethanol:NaCl ty lệ (1:1)

Bột Lycopene

Đo UV-Vis

Thêm 5ml n-Hexane

Hình 3.9. Quy trinh trich ly lycopene tư dâu gâc


61

Bảng 3.9. Đỉnh phô hâp thu và thành phân lycopene, carotene trong các mẫu ơ hình 3.7.

Mẫu Vị trí 1 Vị trí 2 Vị trí 3 Vị trí 4 A_450 A_503 C_lyc C_bcar C_bcar

+C_lyc

C_bcar

/C_lyc

A 422* 445 471 502 0,487 0,566 1,706 0,457 2,164 0,268

B 424* 450 475 - 0,853 0,254 0,392 2,979 3,371 7,593

C 423* 449 472 503*

0,722 0,340 0,773 2,151 2,924 2,782

*: Sounder – vị tri vai, Đơn vị đo nông độ mg/l, bước sóng nm.

khÓa luẬn tỐt nghi p -...

Documents