Nghiên cứu trích ly và bảo quản -oryzanol, acid ferulic từ cám gạo

- NGHIÊN CỨU TRÍCH LY VÀ BẢO QUẢN -ORYZANOL, ACID FERULIC TỪ CÁM GẠO.
- Vì vậy, nghiên cứu tối ưu hóa các điều kiện trích ly γ-oryzanol và acid ferulic từ cám gạo giống lúa IR 50404 bằng phương pháp sóng siêu âm đã được thực hiện nhằm nâng cao giá trị nguồn nguyên liệu này.
- Ba thông số được khảo sát trong quá trình trích ly gồm tỷ lệ nguyên liệu/dung môi ethanol sử dụng (g/mL), nhiệt độ.
- C) và thời gian trích ly (phút).
- Hàm lượng γ-oryzanol và acid ferulic thu được trong dịch trích ly cao nhất đạt 1.544,552 mg/100g và 18,537 mg/100g trong điều kiện trích ly có tỷ lệ nguyên liệu và dung môi ethanol sử dụng là 1/20 g/mL ở nhiệt độ 40  C và thời gian 40 phút.
- Với kết quả thu được, nghiên cứu tiếp tục khảo sát tỷ lệ dịch trích ly và hỗn hợp dung môi (methanol:acetone) sử dụng trong quá trình làm giàu γ-oryzanol.
- Tỷ lệ dịch trích ly và hỗn hợp dung môi sử dụng thích hợp được lựa chọn là 1/60 g/mL thu được hàm lượng γ-oryzanol và acid ferulic trong sản phẩm tăng lên đạt 2.485,604 mg/100g chất khô nguyên liệu (CKNL) và 27,748 mg/100g CKNL.
- Cuối cùng, sản phẩm được bảo quản trong bao bì thủy tinh màu tối ở nhiệt độ -18  C trong thời gian 3 tuần cho thấy ít có sự biến động về hàm lượng γ-oryzanol, acid ferulic và hoạt tính chống oxi hóa trong sản phẩm..
- Nghiên cứu trích ly và bảo quản -oryzanol, acid ferulic từ cám gạo.
- Hầu hết, các phòng thí nghiệm nghiên cứu trong nước đều sử dụng phương pháp trích ly cám gạo theo kiểu truyền thống dùng dung môi hữu cơ nên mang đến hiệu quả thu hồi các chất trích ly không cao.
- Do đó, nghiên cứu “Tối ưu hóa các điều kiện trích ly -oryzanol và acid ferulic từ cám gạo bằng phương pháp sóng siêu âm” được thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả các chất trích ly như.
- chuẩn acid ferulic (Sigma Aldrich, Mỹ).
- Sử dụng kỹ thuật trích ly bằng sóng siêu âm với tần số 20 kHz.
- Dung môi được lựa chọn trong quá trình trích ly này là ethanol có nồng độ 50% (v/v) (Ghasemzadeh et al., 2015).
- Lọc và thu dịch trích ly bằng phương pháp ly tâm với tốc độ 4000 rpm trong khoảng 5 phút (Phạm Cảnh Em và ctv., 2016).
- Sau đó, tiến hành thu nhận phần dịch trích ly vào bình chứa riêng.
- Loại bỏ dung môi ra khỏi dịch trích ly bằng thiết bị máy cô quay chân không.
- Sử dụng hỗn hợp dung môi gồm methanol và acetone với tỷ lệ 7:3 cho vào dịch trích ly và kết hợp với quá trình hạ thấp nhiệt độ -20C trong khoảng 15 phút trong giai đoạn làm giàu -oryzanol (Zullaikah et al., 2008).
- 2.3 Phương pháp xác định hàm lượng.
- Tiến hành phân tích hàm lượng γ-oryzanol trên hệ thống HPLC (High-.
- Xây dựng đường chuẩn và tính kết quả hàm lượng -oryzanol theo phương trình đường chuẩn (Banchuen et al., 2010)..
- Kế tiếp cho 10-20 mL ethyl acetate vào để trích ly trong khoảng 5 phút.
- 3.1 Tối ưu hóa quá trình trích ly -oryzanol và acid ferulic.
- Các nhân tố được khảo sát trong quá trình trích ly bao gồm: tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (X 1.
- Hàm lượng -oryzanol và acid ferulic được xác định dựa trên phương pháp của Banchuen et al., (2010) và kết quả thu được thể hiện ở Bảng 2..
- X 2 Nhiệt độ trích ly (C .
- X 3 Thời gian trích ly (phút .
- Bảng 2: Hàm lượng -oryzanol (Y 1 ) và acid ferulic (Y 2 ) thu được trong quá trình trích ly.
- 3.1.1 Hàm lượng  -oryzanol trong dịch trích ly Từ Bảng 2 và kết quả thể hiện qua Hình 1 cho thấy ở thời gian 40 phút, khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1/12 đến 1/20 g/mL ở nhiệt độ từ 32 đến 40C, hàm lượng -oryzanol thu được trong dịch trích ly tăng từ 819,27 mg/100g CKNL đến 1.529,219 mg/100g CKNL.
- Trong đó, sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đối với hàm lượng.
- Khi tiếp tục tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lên 1/28 g/mL và nhiệt độ tăng lên 48C, hàm lượng -oryzanol trong dịch trích ly có hiện tượng giảm xuống.
- Nguyên nhân của hiện tượng này là do hàm lượng các tạp chất không.
- mong muốn trong dịch trích ly tăng cao khi sử dụng lượng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi quá lớn.
- Tương tự, ở nhiệt độ 40C, khi tăng thời gian trích ly từ 23 đến 40 phút và đồng thời tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, hàm lượng -oryzanol trong dịch trích ly tăng lên đến mức cao nhất.
- Nhưng tiếp tục tăng hai nhân tố này, hàm lượng -oryzanol trong dịch trích ly lại giảm xuống.
- Mức độ ảnh hưởng của nhân tố thời gian đến hàm lượng -oryzanol không lớn hơn so với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi.
- Khi sử dụng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/20 g/mL, mức độ tác động của nhân tố thời gian đối với hàm lượng.
- oryzanol lớn hơn so với nhiệt độ trích ly..
- Hình 1: Đồ thị bề mặt đáp ứng của hàm lượng -oryzanol 3.1.2 Hàm lượng acid ferulic trong dịch trích ly.
- Dựa vào Bảng 2 và kết quả ở Hình 2 cho thấy hàm lượng acid ferlic thu được phụ thuộc rất nhiều vào ba nhân tố điều kiệu trích ly.
- Tại điều kiện thời gian trích ly là 40 phút, sử dụng tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1/12 đến 1/20 g/mL đồng thời tăng nhiệt độ trích ly từ 32 đến 40C, hàm lượng acid ferulic thu được trong dịch trích ly tăng lên đáng kể từ 6,249 đến 18,361 mg/100g CKNL.
- Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi và nhiệt độ trích ly lên đến 1/28 g/mL và 48C, hàm lượng acid ferulic trong dịch trích ly lại giảm xuống.
- tác động ảnh hưởng của nhân tố tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đối với hàm lượng acid ferulic thu được lớn hơn so với nhân tố nhiệt độ.
- Tương tự, tại nhiệt độ trích ly 40C, ảnh hưởng của nhân tố tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đối với hàm lượng ferulic vẫn lớn hơn so với khi tăng thời gian trích ly.
- Khi tăng thời gian trích ly từ 40 lên 57 phút, hàm lượng ferulic thu được có hiện tượng giảm nhưng không đáng kể.
- Bên cạnh đó, khi sử dụng một lượng cố định tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/20 g/mL, đồ thị bề mặt đáp ứng 3D cho thấy rằng ảnh hưởng của nhân tố nhiệt độ đến hàm lượng ferulic thu được thấp hơn so với nhân tố thời gian..
- Hình 2: Đồ thị bề mặt đáp ứng của hàm lượng acid ferulic.
- 297 3.1.3 Kiểm định và so sánh kết quả các điều kiện trích ly tối ưu -oryzanol và acid ferulic.
- Bằng phần mềm xử lý thống kê Statgraphics Centurion XV.I, các giá trị thông số điều kiện trích ly tối ưu cho mô hình được đưa ra gồm tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20 g/mL.
- nhiệt độ trích ly 40C.
- và thời gian trích ly 40 phút.
- Để kiểm định các giá trị điều kiện trích ly tối ưu thu được từ mô hình đã xây dựng, các thí nghiệm được thực hiện theo phương án tối ưu nhất đã đề ra.
- Hàm lượng -oryzanol và acid ferulic trong dịch trích ly thu được trong thực nghiệm lớn hơn nhưng không đáng kể so với kết quả lý thuyết tính toán từ mô hình.
- (2013), sử dụng dung môi ethanol trích ly -oryzanol bằng.
- phương pháp truyền thống ở nhiệt độ 85C trong khoảng thời gian thời gian từ 4 đến 6 giờ, thu được nồng độ -oryzanol trong dịch trích ly đạt 1,196%..
- Mặc dù nồng độ -oryzanol trong dịch trích ly thu được ở thí nghiệm 1 đạt 1,084% thấp hơn so với nghiên cứu của Rezka et al.
- (2013), nhưng sử dụng phương pháp sóng siêu âm đã giúp cải thiện làm giảm nhiều nhiệt độ và thời gian trích ly.
- Điều này đã chứng minh được hiệu quả khi sử dụng phương pháp sóng siêu âm để trích ly hoạt chất.
- Tuy nhiên, hàm lượng -oryzanol trong thí nghiệm 1 (Bảng 3) đạt 1.544,552 mg/100g CKNL thấp hơn khi so sánh với kết quả thí nghiệm từ nghiên cứu của Phạm Cảnh Em và ctv.
- Hàm lượng -oryzanol trong nghiên cứu của Phạm Cảnh Em và ctv.
- Bảng 3: Hàm lượng -oryzanol và acid ferulic trong dịch trích ly ở điều kiện tối ưu thu được trên lý thuyết và thực nghiệm.
- Hàm lượng -oryzanol mg/100g CKNL .
- Hàm lượng acid ferulic mg/100g CKNL .
- CKNL: chất khô nguyên liệu 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch trích ly/hỗn.
- Thí nghiệm này được thực hiện với một nhân tố là tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng (X 4.
- Hàm lượng -oryzanol và acid ferulic được xác định dựa trên phương pháp của Banchuen et al., (2010)..
- Bảng 4: Hàm lượng -oryzanol và acid ferulic thu được trong sản phẩm sau quá trình làm giàu.
- STT Tỷ lệ dịch trích ly/.
- Hàm lượng acid ferulic (mg/100g CKNL).
- tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng trong quá trình có ảnh hưởng không nhỏ đến hàm lượng.
- -oryzanol và acid ferulic thu được trong sản phẩm..
- Khi tăng tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng từ đến 1/60 g/mL hàm lượng.
- -oryzanol và acid ferulic trong dịch trích ly ban đầu ở thí nghiệm 1.
- Tuy nhiên, khi tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng tăng lên 1/80 g/mL hàm lượng -oryzanol và acid ferulic thu được có tăng hơn nhưng không đáng kể (theo Bảng 4 và Hình 3)..
- Kết quả thu được hàm lượng -oryzanol và acid ferulic trong sản phẩm không có sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5% so với khi sử dụng tỷ lệ dịch.
- trích ly/hỗn hợp dung môi là 1/60 g/mL.
- Nguyên nhân của hiện tượng này là do hàm lượng -oryzanol và acid ferulic trong dịch trích ly đã hòa tan gần như triệt để vào hỗn hợp dung môi.
- lượng -oryzanol và acid ferulic trong sản phẩm..
- Với tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng 1/60 g/ml kết quả nồng độ -oryzanol trong sản phẩm đạt 1,744% thấp hơn không đáng kể so với kết quả thu được trong nghiên cứu của Rezka et al..
- Do đó, lựa chọn tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng 1/60 g/mL là nghiệm thức phù hợp..
- Hình 3: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi sử dụng đến hàm lượng -oryzanol và acid ferulic.
- Hàm lượng -oryzanol và acid ferulic được xác định dựa trên phương pháp của Banchuen et al.
- Bảng 5: Hàm lượng -oryzanol, acid ferulic và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) của sản phẩm ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau trong thời gian bảo quản 4 tuần.
- Hàm lượng -oryzanol (mg/g).
- Hàm lượng acid ferulic (mg/100g).
- 299 Kết quả Bảng 5 cho thấy hàm lượng -oryzanol, acid ferulic và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) trong sản phẩm đều có sự biến đổi đáng kể và khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5% khi bảo quản ở các nhiệt độ khác nhau.
- Bảo quản ở nhiệt độ 25C, hàm lượng các chất và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) của sản phẩm bị biến đổi nhiều nhất.
- Hàm lượng -oryzanol từ 2.485,604 mg/100g CKNL lúc ban đầu giảm còn 1.358,039 mg/100g CKNL vào tuần thứ tư, hàm lượng acid ferulic cũng bị mất đi một lượng khá đáng kể từ 27,748 mg/100g CKNL trong sản phẩm ban đầu giảm còn 12,952 mg/100g CKNL ở tuần cuối.
- Ở nhiệt độ bảo quản 5C, mức độ biến đổi hàm lượng -oryzanol, acid ferulic và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) trong sản phẩm thấp hơn khi bảo quản tại 25C.
- Sau thời gian bảo quản 4 tuần, lúc này trong sản phẩm hàm lượng -oryzanol còn 1.689,424 mg/100g CKNL, acid ferulic còn 18,181 mg/100g CKNL, và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) còn 25,027%.
- Mặc dù các chỉ tiêu theo dõi của sản phẩm trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ 5C có mức độ biến đổi ít hơn so với khi bảo quản ở 25C, nhưng mức độ mất mát hàm lượng và hoạt tính các chỉ tiêu theo dõi vẫn còn khá lớn so với sản phẩm lúc đầu.
- Trong khi đó, khi bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ -18C có thể làm giảm đáng kể sự mất mát về hàm lượng và hoạt tính các chỉ tiêu theo dõi.
- Ở nhiệt độ bảo quản -18C sau thời gian bảo quản 4 tuần, lúc này trong sản phẩm hàm lượng -oryzanol còn 2.134,122 mg/100g CKNL, acid ferulic còn 22,871 mg/100g CKNL, và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) còn 37,11%.
- Ngoài ra, căn cứ vào kết quả thống kê ở Bảng 5 cho thấy được tốc độ biến đổi hàm lượng và hoạt tính của các chỉ tiêu ngày càng tăng theo thời gian bảo quản.
- Ở ba tuần đầu, hiện tượng giảm hàm lượng -oryzanol, acid ferulic, và giảm hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) trong sản phẩm gần như không đáng kể.
- Nhưng ở tuần thứ tư, hàm lượng các chỉ.
- Căn cứ vào mức độ biến đổi của hàm lượng -oryzanol, acid ferulic và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) của sản phẩm ở các nhiệt độ khác nhau trong suốt thời gian bảo quản, nên lựa chọn nhiệt độ bảo quản -18C cho sản phẩm là nghiệm thức phù hợp nhất..
- Các điều kiện tối ưu trích ly -oryzanol và acid ferulic là tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20 g/mL, nhiệt độ trích ly 40C, và thời gian trích ly 40 phút, hàm lượng -oryzanol và acid ferulic trong dịch trích ly thu được trên thực nghiệm lần lượt là 1.544,552 mg/100g CKNL và 18,537 mg/100g CKNL.
- Ở giai đoạn làm giàu -oryzanol, khi sử dụng hợp lý tỷ lệ dịch trích ly/hỗn hợp dung môi là 1/60 g/mL, hàm lượng -oryzanol và acid ferulic trong sản phẩm tăng lên đáng kể lần lượt là 2.485,604 mg/100g CKNL và 27,748 mg/100g CKNL.
- Trong quá trình bảo quản sản phẩm, với nhiệt độ bảo quản -18C, hàm lượng -oryzanol, acid ferulic và hoạt tính chống oxi hóa (DPPH) trong sản phẩm được đánh giá là ít bị biến đổi nhiều nhất..
- Sau thời gian bảo quản 4 tuần, lúc này hàm lượng các chỉ tiêu theo dõi trong sản phẩm lần lượt là