- DOI:10.22144/ctu.jsi.2018.056 ẢNH HƯỞNG CỦA DUNG MÔI CHIẾT TÁCH ĐẾN HOẠT TÍNH CHỐNG. - OXY HÓA CỦA CAO CHIẾT TỪ BỘT TẢO SPIRULINA (Anthrospira platensis) Nguyễn Lê Anh Đào. - Anthrospira platensis, chống oxy hóa, tảo Spirulina Keywords:. - Đề tài được thực hiện nhằm mục đích khảo sát khả năng chống oxy hóa của cao chiết từ bột tảo Spirulina (Anthrospira platensis), từ đó làm tiền đề cho các nghiên cứu ứng dụng cao chiết tảo trong việc bảo quản các sản phẩm thủy sản. - Cao chiết được chuẩn bị từ dung môi chiết là nước nóng ở 100 o C trong 3 giờ và ethanol 90% trong 12 giờ. - Hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết được đánh giá thông qua khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2- picrylhydrazyl (DPPH) và tổng hàm lượng phenolic có trong cao chiết. - Cao chiết từ bột tảo được bổ sung vào dầu đậu nành, dầu cá biển và dầu cá tra nhằm đánh giá khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ 60 o C được thực hiện thông qua việc xác định chỉ số peroxide (PV) và Thiobarbituric acid reactive substance (TBARS). - Kết quả cho thấy, cao chiết thu được từ dung môi ethanol 90% có hoạt tính khử gốc tự do DPPH (67,1. - với giá trị nồng độ chất chống oxy hóa mà hoạt tính đạt được 50% (IC 50 ) là 0,66 mg/mL, cao hơn so với mẫu cao chiết từ nước nóng 100oC. - Tuy nhiên, tổng hàm lượng hợp chất phenolic của cao chiết từ nước nóng lại cao hơn, đạt giá trị 8,11 mg acid gallic tương đương (GAE)/ g cao chiết. - Sự khác biệt về chỉ số peroxide trong suốt 6 ngày bảo quản các mẫu dầu đậu nành và dầu cá biển ở 60oC cho thấy tiềm năng của việc ứng dụng cao chiết bột tảo Spirulina từ ethanol trong quá trình bảo quản các loại dầu khác nhau.. - Ảnh hưởng của dung môi chiết tách đến hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết từ bột tảo Spirulina (Anthrospira platensis).. - Bên cạnh đó, Spirulina có chứa nhiều acid béo thiết yếu như acid linoleic, acid linolenic (Ötleş and Pire, 2001) và là nguồn giàu các hợp chất chống oxy hóa như:. - Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều nghiên cứu về hiệu quả của các hợp chất tự nhiên có hoạt tính chống oxy hóa (Duh et al., 1992. - Yen et al., 1996. - Miyake and Shibamoto, 1997), đồng thời việc sử dụng các chất chống oxy hóa tổng hợp đã bị hạn chế do các nguy cơ gây ngộ độc và ung thư (Gazzani et al., 1998;. - Yen et al., 1998). - (2010), Spirulina và các thành phần của nó đã được chứng minh có những lợi ích tích cực về việc cải thiện sức khỏe con người từ suy dinh dưỡng đến các đặc tính chống oxy hóa. - (1992) đã báo cáo rằng cao chiết Spirulina từ cồn có khả năng ức chế quá trình peroxide hóa lipid đáng kể (65%) so với các chất chống oxy hóa hóa học như α-tocopherol (35. - Cao chiết từ nước của tảo Spirulina cũng có tác dụng chống oxy hóa cao hơn (76%) so với acid gallic (54%) và acid chlorogenic (56. - Trong nghiên cứu có liên quan đến hoạt tính chống oxy hóa và chống ung thư của cao chiết tảo Spirulina, Abuzaid et al. - (2015) đã công bố cao chiết từ nước của tảo Spirulina có tổng hàm lượng phenolic và khả năng chống oxy hóa cao, là sản phẩm tự nhiên triển vọng trong chống ung thư với đặc tính chống tăng sinh trong tế bào ung thư đại tràng và ung thư biểu mô tế bào gan ở người. - Tuy nhiên, số lượng các nghiên cứu khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết từ tảo Spirulina trong các điều kiện chiết tách khác nhau vẫn còn hạn chế. - đề tài “Ảnh hưởng của dung môi chiết tách đến hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết từ bột tảo Spirulina (Anthrospira platenis)” đã được thực hiện nhằm xác định điều kiện chiết phù hợp để thu được cao chiết giàu chất chống oxy hóa từ tảo Spirulina, từ đó làm cơ sở để ứng dụng cao chiết này trong việc bảo quản các sản phẩm thủy sản.. - 2.2.1 Chuẩn bị cao chiết từ bột tảo Spirulina Đối với dung môi chiết là nước nóng, cân 10 g bột tảo đem xử lý trong 300 mL nước nóng với thời gian chiết là 3 giờ (Huỳnh Trường Giang và ctv., 2012). - Phần dung dịch được ly tâm với tốc độ 4.000 vòng/phút ở 25 ○ C trong 5 phút và thu lấy phần lắng, sau đó tiếp tục làm khô ở 60 ○ C để thu được mẫu cao, tiến hành cân và xác định hàm lượng khối lượng cao chiết thu được.. - We là tổng khối lượng cao chiết thu được (g).. - Các mẫu cao chiết được bảo quản trong tủ mát ở nhiệt độ 4±2 o C cho đến khi sử dụng.. - 2.2.2 Đánh giá khả năng khử gốc tự do DPPH của cao chiết bột tảo bằng nước nóng ở 100 ○ C và ethanol 90%. - Cao chiết được đánh giá hoạt tính chống oxy hóa thông qua xác định khả năng khử gốc tự do DPPH theo phương pháp của Thiangthum et al. - Dung dịch cao chiết từ bột tảo được chuẩn bị ở nồng độ 2 mg/mL trong methanol. - Sử dụng đĩa 96 giếng, hút 100 µL dung dịch cao chiết vào các giếng và thực hiện pha loãng 2 lần liên tiếp sao cho nồng độ cuối cùng ở mỗi giếng trong cùng một cột giảm từ 125 đến 1 µg/mL.. - hoạt tính oxy hóa) được tính toán như sau:. - A mẫu là độ hấp thu mẫu có chứa dung dịch chất chống oxy hóa.. - Hàm lượng chất chống oxy hóa được tính toán giá trị trung bình và độ lệch chuẩn ở các nghiệm thức. - Nồng độ chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa. - Giá trị IC 50 được xác định là giá trị nồng độ chất chống oxy hóa mà hoạt tính đạt được là 50%, được ước lượng thông qua phương trình tương quan Y=aX+b giữa nồng độ chất chống oxy hóa và hoạt tính. - Cao chiết bột tảo Spirulina thu được từ hai loại dung môi nước nóng và ethanol 90%, được xác định hàm lượng hợp chất phenolic theo phương pháp của Singleton and Rossi (1965). - Cao chiết bằng nước nóng và bằng ethanol được chuẩn bị với nồng độ ban đầu lần lượt là 10 mg/mL và 4 mg/mL. - Các mẫu cao được pha loãng để đạt được nồng độ 50 µg/mL hoặc cao hơn, phụ thuộc vào các loại cao chiết và mức độ chống oxy hóa của cao chiết nhưng thể tích cuối cùng là 0,2 mL. - Phản ứng thực hiện tương tự các bước như đối với mẫu cao chiết bên trên. - 2.2.4 Khảo sát khả năng chống oxy hóa của cao chiết tảo khi bổ sung vào dầu đậu nành, dầu cá biển và dầu cá tra. - Thí nghiệm được bố trí với các mẫu dầu được bổ sung cao chiết tảo từ dung môi chiết là nước nóng ở 100 ○ C và ethanol 90% vào 3 loại dầu (dầu đậu nành, dầu cá biển và dầu cá tra). - Nghiệm thức đối chứng là mẫu dầu không có bổ sung cao chiết. - Chuẩn bị mẫu thí nghiệm: hòa tan cao chiết trong ethanol với thể tích ethanol không vượt quá 4% so với khối lượng mẫu bảo quản cuối cùng. - Sau đó 20 g dầu được thêm vào tương ứng với từng nghiệm thức là dầu đậu nành, dầu cá tra và dầu cá biển để đạt được nồng độ IC 50 tương ứng cho mỗi cao chiết. - Mẫu được đem đi đánh giá sự oxy hóa chất béo qua các ngày bảo quản bằng chỉ tiêu PV (International IDF Standards, 1991), TBARS (Ke and Woyewoda,1979).. - 3.1 Hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết tảo bằng nước nóng và ethanol 90%. - 3.1.1 Hoạt tính khử gốc tự do DPPH. - Hoạt tính khử gốc tự do DPPH là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa của cao chiết từ các loài thực vật.. - Kết quả khảo sát khả năng khử gốc tự do DPPH của cao chiết thu được từ hai loại dung môi chiết khác. - Bảng 1: Hoạt tính khử gốc tự do DPPH của cao chiết tảo bằng nước 100 ○ C và ethanol 90%. - Bảng 1 cho thấy, cao chiết thu được khi ly trích bằng ethanol 90% cho hoạt tính khử gốc tự do DPPH cao nhất. - Ở nồng độ 4,0 mg/mL, hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH là 67,1%, giá trị IC 50 = 0,66 mg/mL, trong khi đó cao chiết được ly trích bằng nước nóng ở 100 ○ C thì hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH rất thấp. - Ở nồng độ 10,0 mg/mL, hoạt tính này chỉ đạt 37,2% với giá trị IC 50 là 3,25 mg/mL.. - (2015), sử dụng phương pháp chiết với dung môi nước lạnh là phương pháp lắc cho hoạt tính loại bỏ gốc tự do DPPH 77,5% ở nồng độ 10,0 mg/mL cao chiết tảo Spirulina, trong khi kết quả của nghiên cứu này chỉ là 37,2% ở cùng nồng độ. - (2012) việc ly trích hỗn hợp polysaccharide từ Sargassum mcclurei bằng dung môi nước nóng ở 100 ○ C và ethanol 90% cho kết quả hoạt tính khử gốc tự do DPPH của hỗn hợp polysaccharide từ Sargassum mcclurei có giá trị IC 50 = 3,08 mg/mL và 3,04 mg/mL, tương ứng với dung môi chiết là nước nóng ở 100 ○ C và ethanol 90%. - Kết quả nghiên cứu trên tảo Spirulina trong nghiên cứu này cho thấy giá trị IC 50 của mẫu cao chiết bằng ethanol thấp hơn (0,66 mg/mL), chứng tỏ hoạt tính khử gốc tự do DPPH của tảo Spirulina khi chiết tách bằng dung môi ethanol cao hơn rong mơ Sargassum mcclurei.. - 3.1.2 Tổng hàm lượng hợp chất phenolic có trong cao chiết. - Tổng hàm lượng phenolic có trong cao chiết và hiệu suất thu hồi cao chiết được trình bày ở Bảng 2.. - Bảng 2: Tổng hàm lượng phenolic và hiệu suất thu hồi các mẫu cao chiết Dung môi Nồng độ acid gallic tương đương (GAE) (mg/g nguyên. - liệu chất khô) Hiệu suất thu hồi cao chiết. - Kết quả ở Bảng 2 cho thấy, tổng hàm lượng hợp chất phenolic có trong cao chiết bằng dung môi nước 100 ○ C và ethanol 90%, tương ứng là 8,11 và 7,47 mgGAE/g nguyên liệu khô. - Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của tảo Spirulina maxima với dung môi chiết là methanol của Miranda et al. - (1998) cũng cho kết quả hợp chất phenolic trong cao chiết là 15,4 mgGAE/g nguyên liệu khô. - 3.2 Khả năng chống oxy hóa của cao chiết tảo khi bổ sung vào dầu đậu nành, dầu cá biển và dầu cá tra. - Kết quả đánh giá sự oxy hóa lipid sơ cấp và thứ cấp bằng chỉ tiêu PV và TBARS khi bổ sung cao chiết vào dầu đậu nành được thể hiện ở Hình 1 và 2.. - Từ ngày bảo quản thứ nhất đến ngày thứ năm, các mẫu dầu có bổ sung cao chiết từ nước nóng và ethanol đều có giá trị PV thấp hơn đáng kể so với mẫu đối chứng. - Trong đó, tại thời điểm thu mẫu ở ngày 1, 4 và 5, các mẫu có bổ sung cao chiết đều khác biệt có ý nghĩa thống kê so với mẫu đối chứng (p<0,05). - Chỉ số peroxide tăng dần từ ngày 0 đến ngày 4, giảm ở ngày 5 và tăng lại ở ngày 6 vì trong giai đoạn quá trình oxy hóa diễn ra mạnh, sự hình thành các hợp chất hydroperoxide không giống nhau giữa các mẫu và qua các ngày lấy mẫu (Frankel, 2005), dẫn đến sự biến động giữa hai ngày thu mẫu 5 và 6. - Ở ngày thứ 4, chỉ số peroxide của mẫu đối chứng là 51,6 meq O 2 /kg dầu, vượt ngưỡng cho phép là 40 meq O 2 /kg dầu chứng tỏ dầu đã bị oxy hóa (TCVN 6121:2007). - Trong khi đó, ở mẫu dầu có bổ sung cao chiết bằng nước nóng ở 100 ○ C. - Một số tác giả đã chỉ ra mối liên hệ giữa các chỉ số oxy hóa thu được từ sự lão hóa dầu ở 60 o C và nhiệt độ thường của môi trường xung quanh (Abou-Gharbia et al., 1996. - Evans et al., 1973). - Điều này có thể lập luận tương tự cho việc sử dụng cao chiết để bảo quản dầu đậu nành trong 4 ngày ở 60 ○ C tương ứng với 4 tháng ở nhiệt độ 20 ○ C.. - Giá trị TBARS (µmolTBARS/g) của mẫu dầu đối chứng cao hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với mẫu dầu có bổ sung cao chiết giữa các ngày bảo quản. - Tại ngày bảo quản thứ 3, mẫu dầu không bổ sung cao chiết có chỉ số TBARS 1,20 µmolTBARS/g cao hơn so với mẫu dầu có bổ sung cao chiết 0,58 và 0,64 µmolTBARS/g. - dụng của nhiệt độ cao, các hợp chất peroxide tiếp tục bị oxy hóa và tạo ra các sản phẩm cấp thấp như aldehyde, ceton, skaton (Zacheo et al., 1998).. - Kết quả đánh giá sự oxy hóa lipid khi bổ sung cao chiết vào dầu cá biển được thể hiện ở Hình 3 và 4.. - Hình 3: Sự thay đổi giá trị PV của dầu cá biển trong quá trình bảo quản Chỉ số peroxide của mẫu dầu cá biển được bổ. - sung cao chiết từ ethanol khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với mẫu dầu có cao chiết từ nước và mẫu đối chứng ở các ngày bảo quản . - Kết quả này cho thấy khả năng chống oxy hóa lipid trong mẫu dầu của cao chiết từ dung môi ethanol. - quá trình bảo quản, O 2 phản ứng với các gốc tự do của acid béo, dưới tác dụng của các hợp chất được bổ sung là những chất có khả năng chống oxy hóa đã ngăn chặn được sự hình thành các gốc tự do mới bằng cách nhường đi một nguyên tử hydro. - Lúc này bản thân của các chất oxy hóa cũng đã là một gốc tự do nhưng với hoạt tính kém hơn, kết hợp với các gốc tự do của lipid tạo thành các hợp chất bền và giúp hạn chế được sự oxy hóa lipid (Ho and Paul, 2009).. - Hình 4: Sự thay đổi giá trị TBARS của dầu cá biển trong quá trình bảo quản. - Chỉ số TBARS của mẫu dầu có bổ sung cao chiết từ ethanol thấp hơn và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với mẫu đối chứng ở các ngày bảo quản 0, 2, 3. - Trong nghiên cứu này, kết quả chỉ số TBARS tại ngày 3 với giá trị lần lượt là 3,71 µmolTBARS/g (mẫu đối chứng), 2,01 µmolTBARS/g (mẫu bổ sung cao chiết bằng nước nóng) và 1,62 µmolTBARS/g (mẫu có bổ sung cao chiết từ ethanol 90. - tương đồng với kết quả nghiên cứu của Semb (2012) khi sử dụng cao chiết chanh bảo quản dầu ly trích từ gan cá tuyết với chỉ số TBARS là 3,47 µmolTBARS/g và 2,54. - µmolTBARS/g, tương ứng với mẫu đối chứng và mẫu có bổ sung cao chiết chanh.. - Khả năng chống oxy hóa của cao chiết bổ sung vào mẫu dầu cá tra được thể hiện thông qua chỉ số PV và TBARS ở Hình 5 và 6.. - Chỉ số peroxide giữa mẫu dầu đối chứng và mẫu dầu có bổ sung cao chiết khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05) ở các ngày bảo quản, ngoại trừ ngày 5. - Trong ngày bảo quản thứ 4, chỉ số PV của mẫu đối chứng và các mẫu dầu có bổ sung cao chiết đều vượt ngưỡng cho phép 40 meq O 2 /kg dầu (TCVN cho thấy các mẫu dầu đều đã bị oxy hóa. - Kết quả thí nghiệm này cho thấy, việc sử dụng cao chiết từ các loại dung môi khác nhau không thể hiện rõ khả năng chống oxy hóa chất béo sơ cấp trong mẫu dầu cá tra.. - Hình 5: Sự thay đổi giá trị PV của dầu cá tra trong quá trình bảo quản. - Trong suốt thời gian bảo quản, chỉ số TBARS của các mẫu dầu có bổ sung cao chiết đều khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05) so với mẫu dầu cá tra đối chứng. - Trong hai dung môi chiết (nước nóng 100 ○ C và ethanol 90. - ethanol 90% thể hiện hiệu quả tốt hơn trong việc chiết tách các hợp chất chống oxy hóa từ bột tảo Spirulina (Anthrospira platensis). - Cao chiết thu được bằng dung môi ethanol 90% cho hoạt tính khử gốc tự do DPPH là 67,1% (IC 50 = 0,66 mg/mL) và tổng lượng hợp chất phenolic 7,47 (mgGAE/ g nguyên liệu khô). - Hoạt tính chống sự oxy hóa lipid của cao chiết khi bổ sung vào dầu đậu nành và dầu cá biển cho hiệu quả tối ưu trong thời gian bảo quản từ 3-4 ngày ở 60 ○ C, điều này cho thấy triển vọng của việc ứng dụng cao chiết từ bột tảo Spirulina trong quá trình bảo quản các sản phẩm dầu.. - Thành phần hóa học, hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp polysaccharid ly trích từ rong mơ Sargassum microcystum