Quá trình đồng sắc tố anthocyanin bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) với flavonol (rutin và quercetin): Ảnh hưởng của tỉ lệ mol và nồng độ anthocyanin lên hoạt tính chống oxy hóa và màu sắc : Khóa luận tốt nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TÁT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƯỜNG

NGUYEN

TAT THANH

KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP

Q TRÌNH ĐỊNG SẮC TÓ ANTHOCYANIN BỤP GIÁẦM
(HIBISCUS SABDARIFEFA L.) VỚI ELAVONOL (RUTIN VÀ

QUERCETIN): ẢNH HƯỚNG CỦA TÍ LỆ MOL VÀ NỎNG ĐỘ
ANTHOCYANIN LÊN HOẠT TÍNH CHĨNG OXY HĨA VÀ
MÀU SẮC

NGUN THÙY TRANG

Tp.HCM. tháng 10 năm 2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TÁT THÀNH

KHOA KỸ THUẬT THỰC PHÁM VÀ MƠI TRƯỜNG
cœsEl]g›

KHĨA LUẬN TĨT NGHIỆP

Q TRÌNH ĐỊNG SẮC TỎ ANTHOCYANIN BỤP GIÁM
(HIBISCUS S4BDARIFFA L.) VỚI FELAVONOL (RUTIN VÀ

QUERCETIN): ẢNH HƯỚNG CỦA TÍỈ LỆ MOL VÀ NỊNG ĐỘ
ANTHOCYANIN LÊN HOẠT TÍNH CHĨNG OXY HĨA VÀ
MÀU SẮC

NGUN THÙY TRANG
NGUN QC DUY

Tp.HCM, tháng 10 năm 2021


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUN TÁT THÀNH

Cán bộ hướng dẫn: (gửỉ ếên và ký duyệt)

Cán bộ chấm phản biện: (gđi fên và ký duyệt)
Đơng ý với bản chỉnh sửa của SV Nguyễn Thuỳ Trang.

Nguyễn Cơng Hậu

Khóa luận được bảo vệ tại HỘI ĐÔNG CHÂM BẢO VỆ LUẬN VĂN ĐẠI HỌC
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TÁT THÀNH, ngày 21 tháng10 năm 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYÊN TÁT THÀNH

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MÔI TRƯỜNG
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHÂM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TĨT NGHIỆP
HỌ VÀ TÊN: NGUN THÙY TRANG

MSSV: 1711547729

NGÀNH: CƠNG NGHỆ THỰC PHÁM

LĨP: I7DTPIA

Tên Khóa luận:
Tiếng Việt: Q trình đồng sắc tố anthocyanin bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) với
flavonol (rutin và quercetin): Ảnh hưởng của tỉ lệ mol và nồng độ anthocyannn lên hoạt
tính chống oxy hóa và màu sắc
Tiếng Anh:

Copigmentation

of roselle (/15iscus sabdariffa

L.) anthocyanins with

flavonols (rutin and quercetin): Effect of molar ratios and anthocyanin molarity on
antioxidant activities and color
Nhiệm vụ Khóa luận:

1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên hoạt tính khử gốc
tự do DPPH của hỗn hợp đồng sắc tô anthocyanin với quercetin và rutin.
2.

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyann và tỉ lệ mol lên hoạt tính khử sắt

EFRAP của hỗn hợp đồng sắc tố anthocyanin với quercetin và rutin.

3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên phổ hấp thu của
hỗn hợp đồng sắc tô anthocyanin với quercetin và rutin.
4.

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên hiệu ứng hiệp lực
của hỗn hợp đồng sắc tố anthocyanin với quercetin và rutin.

5.

Khảo

sát ảnh hưởng

hyperchromic

của nồng

và bathochromic

quercetin và rutin.
Ngày giao Khóa luận: 5/7/2021
Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 5/10/2021

độ anthocyanin
của hỗn hợp

và tỉ lệ mol

đồng

lên hiệu ứng

sắc tố anthocyanin

với


Họ tên cán bộ hướng dẫn: ThS. Ngu
yễn Quốc Duy
Nội dung và yêu cầu KLTN đã đượ
c Hội đồng chuyên ngành thơng
qua.
Tp.HCM, ngày |7 tháng 10 năm 2021

TRƯỞNG BỘ MƠN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

ThS. Nguyễn Thị Vân Linh

ThS. Nguyễn Quốc Duy

TRƯỞNG/PHÓ KHOA


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Quá trình đồng sắc tố anthocyanin bụp giấm
(Hibiseus sabdariffa L.) với flavonol (rutin và quercetin): Ảnh hưởng của tỉ lệ mol và

nơng độ anthocyanin lên hoạt tính chống oxy hóa và màu sắc” là cơng trình nghiên cứu
của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Quốc Duy. Các số
liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hồn tồn trung thực, không sao chép
của bất cứ ai, và chưa từng được cơng bồ trong bất kỳ cơng trình khoa học của nhóm

nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu khơng đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
TP. Hồ Chí Minh, ngày L7 tháng 10 năm 202]

Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)
“smy—

CA

ha

hiến

Nguyễn Thùy Trang

vì

LỜI CÁM ƠN
Luận văn này được thực hiện và hoàn thành tại trường Đại học Nguyễn Tất Thành
dưới sự giúp đỡ, chỉ dạy tận tình của các thầy cơ giáo bộ môn trong Khoa Kỹ thuật Môi

trường — Thực phẩm, của tập thê và các cá nhân khác.
Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Quốc Duy đã đốc lòng hỗ trợ,

hướng dẫn em trong thời gian thực hiện luận văn vừa qua đề em có thể hồn thành bài
một cách tồn vẹn. Bên cạnh đó, xin bày tỏ lịng biết ơn đến các thầy cơ bộ mơn đã giúp
đỡ, cho em những nhận xét, góp ý bồ ích đề hoàn thiện bài hơn.
Em xin cảm ơn Ban Giám hiệu trường Nguyễn Tất Thành và quý thầy cô trong

khoa Kỹ thuật Môi trường — Thực phẩm đã tạo những điều kiện tốt nhất và thuận lợi
nhất giúp em hồn thành bài khóa luận này dù đang trong đợt giãn cách xã hội vì CO VID.
Cuối cùng, xin cảm ơn các bạn trong nhóm và các bạn trong lớp đã bên cạnh em,
giúp đỡ, tương trợ lẫn nhau để cùng nhau hoàn thành mục tiêu cuối cùng của quãng
đường sinh viên này.

Mặc dù em đã có gắng hồn thành bài luận văn một cách tốt nhất những vẫn không
tránh khỏi những thiếu sót, em mong nhận được những góp ý, nhận xét của quý thầy cô.
Chân thành cảm ơn!

vũ


TÓM TÁT
Hoa bụp giấm (Hibiscus sabdariƒƒa L.) là một loại thực vật có nguồn gốc ở Tây
Phi, được xem như một nguyên liệu có lợi cho sức khỏe do thành phần hóa học bao gồm

các vitamin (vitamin nhóm B, vitamin C), acid hữu cơ, anthocyanin, flavonol. Trong đó,

anthocyanin thường tập trung ở phần đài hoa là thành phần được chú ý nhất do khả năng
tạo màu sắc đỏ đặc trưng cho sản phẩm và hợp chất này có ảnh hưởng tốt đến sức khỏe
như chống oxy hóa, kháng viêm, kháng ung thư, giảm đường huyết. Tuy nhiên, màu sắc

của anthocyanin dễ bị thối hóa do tính ơn định thấp trong q trình chế biến và bảo
quản. Đề cải thiện tính ôn định và giữ cho màu sắc của anthocyanin được bền hơn, quá
trình đồng sắc tố với flavonol là phương pháp tơi ưu nhất, trong đó, rutin và quercetin
được chọn làm hai chất copigment. Vì vậy, mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát hoạt
tính chống oxy hóa và khả năng ơn định màu

sắc của q trình đồng sắc tố giữa

anthocyannn từ hoa bụp giâm với quercetin và rutin.
Đề tài này khảo sát hoạt tính chống oxy hóa bằng hai phương pháp là DPPH và
ERAP cũng như hiệu ứng hiệp lực, đồng thời đánh giá khả năng ôn định màu sắc bằng
việc khảo sát ảnh hưởng hỗn hợp anthocyanin với flavonol lên độ hấp thu ở các tỉ lệ mol
[ACN]:[copigment] và nồng độ anthocyanin khác nhau.
Kết quả cho thấy rằng quercetin có xu hướng làm tăng hoạt tính DPPH khi đồng
sắc tô với anthocyanin cao hơn rutin khi tăng nồng độ anthocyanin và tăng tỉ lệ mol. Giá
trị khử gốc tự do đạt giá trị cực đại 1233.83 mg TE/L ở nồng độ ACN 0.10 mM tại tỉ lệ
[ACN]:[quercetin]

là 1:50. Trong khi đó, khi rutin đồng sắc tố với dịch chất màu

anthocyanin lại có hoạt tính khử sắt cao hơn hỗn hợp quercetin với anthocyanin. Giá trị
khử sắt đạt cực đại 4468.65 mg TE/L khi nồng độ rutin được thêm vào dung dịch

anthocyanin theo tỉ lệ 1:50 với [ACN] = 0.10 mM. Điều này có thể thấy qua hiệu ứng

hiệp lực, mặc dù rutin đơn lẻ có hoạt tính thấp hơn quercetin nhưng khi bổ sung vào
dịch màu bụp giấm lại làm tăng hoạt tính tổng của hỗn hợp. Đồng thời, quercetin và

rutin không làm thay đổi màu sắc của dịch bụp giấm nhưng cường độ màu sắc của dịch
chất màu tăng 72.60% khi tỉ lệ [ACN]:[quercetin] là 1:50 ở nông độ anthocyanin 0.10
mM.

VI


ABSTRACT

Hibiscus flower (H¡bisecus sabdariffa L.) 1s a plant native to West Africa that 1s
considered a health ingredIent due to 1ts chemical composition including vitamins (such
as B vitamins, vitamin C), organic acIds, anthocyanins, flavonols. Anthocyanin, which

are frequently concentrated In the calyx part, are the most conspIcuous consfituenfts due
to theIr part In creating a specIfic color for the product and 1ts beneficial health effects
such

as antioxidant,

anti-inflammatory,

anticancer

and

low

blood

sugar.

However,

anthocyanins are susceptible to degradation due to their low stability during processing
and storage. To ameliorafe the stability and keep the anthocyanin color more stable, the
copigmenfation process with flavonols 1s the most effective ways, in which, rutin and
quercetin are selected as two copigments.

Thus, the obJective of this study was to

Investigate the antioxidant activity and color stability of copigmentation anthocyanIns
from hibiscus with quercetin and rutin.
This study was evaluated based on antioxidant activifles which were measured by
DPPH

(2,2-diphenyl-I-picrylhydrazyl) free radical scavenging assay, ferric reducing

antioxidant power assay (FRAP) as well as antioxidant synergy and evaluated the color
stability by Investigating the influence of copigmentation anthocyanin with flavonol on
the absorbance at different molar ratios ACN-copigment (l:l, 1:10, 1:20; 1:50) and
anthocyanin concentrations (0.05 mM, 0.10 mMI).
The results shown that quercetin had a higher DPPH activity than rutin while rutin
had a higher FRAP activity than quercetin when the two were copigmented with the
anthocyann

from

hibiscus

DPPH

free

radical

scavenging

and

FRAP

were

highest with 1233.83 mg TE/L and 4468.83 mg TE/L at anthocyanin concentration 0.10
mM

and

[ACN]:[flavonol]

by

I:50,

respectively.

Moreover,

rutin

exhibited

the

synergistic effect with anthocyannn in terms of DPPH and FRAP activitles. At the same,
quercefin and rutin did not change the bathochromic effect, but the color Intensity of
quercetin-anthocyanin solution Increased by 72.60% when the [ACN]:[quercetin] ratio
was 1:50 at the anthocyanin concentration of 0.10 mM.

1X


MỤC LỤC
NHIỆM VU LUẬN VẤN TỐT NGHI
HT:
TT

ae raya-aaaasenaveaaee Ív

(ciccGGLaGGGGGGiaasattaGae

nano

vi

YoDOGEAOOHGOIEROGEIDOEIGSUNEGG vii

TÚI TẾT gi go odiGgigG tt 0g 03463009998 SABG0080000861800t88gg386ã,.@passeisesai viii

Bi Hit

Ea áïxnnoidtagiidieskopsadixoltsigtistiauafiiiitliudidoifisodiùadisgawisisd Ìx

NIỤC LỰC sáng ngon gg 4 08300401004001G60010140014SG0.ESGGERNGESSESESGS0G4300800014300G0A14008x384 X
DANH MỤC CHỮ VIẾT TÁTT.............................2--<
s- 2s s2 s£s2s£sz£s£sz£szsseszssese2 xiii
T1

vn

g1

2y rao (tiotqysdbddaoddaoaaattd XỈV

DHĂNH HUC BẰNG ca ga H006 00 G5080 GA GG3GQIQiA GEN GG0080SNS8iNuoia XV
96271000175 ..........................

xvi

Chữơng 1; TÔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỬU ccsccens6ccissg
n6 Eg 2 ngg0 5 nEe 1
IEf/ZEHIA TEEN

E

xu ta

GGGt0GGGGGGQdudbokauaxnsa l

|;1-1.:CHIốI Hiiệu CN

socscccsscscssssngssasccsorgzagktgsoaEg0860586660ãug610603104661U882806188666 l

Ki

cát kci0-rtiit6ictiltbduttxsootggtapgku 3

Ha

14⁄3: bổi'KHicũa IIGR HD KHẨN sọ 5o GGVAGOHIGISGIIEAGHOHUINEQuaa 3

1.1.4. Cầu trúc của anthocyanin........................- 2 + + z+keEk£EkeEkzEEEerkerkerkrrervee 4
12; TỔNP dliiän VỆ ĐỒNG SẶE HÀ sacoagoaoioctoiesg0t088X01000600Gi01040008sgggntae 5

Tra
]2.

PHI TH

1.2.3. Yêu

rác ca ¿c7 nữ cac
sua

tô ảnh

hưởng

gGkagiiduiau 5

bo YOGRGEGOEGGGAGEESGEINESLSNSUAGIGAAv88S838gX883 6
đên

sự phát triên màu

sắc và độ

ôn định

của

HHIEHH“RBWEHHĂTNEonenwsreesrirnrstttdtetioriooitdGS00G2000100030019001000G0ĐBNTB70/005.30.25GiE7.ĐRĐJGIG04MHNGDG07430G0001)200070001/400.50.E8 Ẵ

Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.........................o..usccsccscEB#ETSSTH. r6 (la

cj

co rao

co tidtttgaascsna 8


X3,WUNGCU-—-THIẾT HỊ-HỖA UHẤTT „2 ocoeeieneeneesrranrenseoassee 8
Š;2.L: HE

DỤ coninciciaosccgtictiäS 6053 0616605556656g95653440385600880665408366806ã604866605058856 S

Ta

rat tac

8.913. HN GHEbsiossssgu

coi acacdGtiocturaae

8

t0 0AG0GGGCEEGGGIAGGNIAISAAGGRILGISGSRHINGiGQuAtaQgE 10

2.3. THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU...............................5-5 10
J.3:Ï; Thời ni TghiỀn €ữfñocnssesssooioicEQGIGHGGGSAGEGGGGSS.GEGESIGGNEASSEUA 10
38 1n tua

T

ngữ

các

1222-46 suanzollasactlEeasoise 10

2.4: PHƯƠNG PHẮP NGHIÊN CỨU ss-.-cn6scs266652555616601625466166250366.66566 10
2.4.1. Quy trình thu nhận dịch chiết bụp giẫm ...........................---2 2 252 5+‡ 10
2.4.2. Quy trình tinh sạch dịch bụp giấm šBES9ĐSSEi20/4518065030262gg%83gi8/022g588888805.3g/00E II
2.4.3. Quy trình tạo đồng sắc tơ với flavonol...........................-----sse css sec. II

3:5; PHƯƠNG PHẬẤP PHẦN TÍC Hucessseeaanasraaneridiaoinsssanarosga "1
2.5.1. Hiệu ứng bathochromic và hyperchromIc ................................----««s« «+2 I1

2.5.2. Hiệu ứng hiệp lực về khả năng chống oxy hóa ..........................----- 12

D.0/ã..Khámđng Khổ gốctliyidsiEDEEeseeseeienninniodiinttiorcsidcBarnustui. 12
2.5.4. Khả năng khử sắt FR.AP..........................¿- ¿5c SsSE+Et2EeEEEEeExerxrkerrerkerxees 12
5:6, XƯƠNG PHÁP XU DÝ SỐ LI......eee=iieenseeseneseeeernaesnieaeeoans 13
Chữững 3; KẾT:QUÁ VÀ THẤOT:HẲNGGgu

¿ngon d6 2EQSaGGtESaQeaggs 14

3.1. ẢNH HƯỚNG CỦA [ACNỊ:[FLAVONOL] LÊN HOẠT TÍNH KHỬ
©9/9I008)/95))13.01077........................ 14
3.2. ẢNH HƯỚNG CỦA [ACNỊI:[FLAVONOL] LÊN HOẠT TÍNH KHỬ
KT

EhuaatdtrGGGGGGGGGGGGGGGGGGUNGGGTEGGLGAG080U0g 16

3.3. ẢNH HƯỚNG CỦA [ACNỊ:[FLAVONOL] LÊN KHẢ NĂNG HIỆP
I9/99:(9)1019590:097V77..................... 18
3.4. ẢNH HƯỚNG CỦA [ACN]:[FLAVONOL] LÊN PHÓ HÁP THU.. 22
TH

Le
ác 6eesesdidiueinukeedekeonndk 26

XI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

s-seseeeeeseee°eesseeeseeeeseesoseseseeeeseseseoeeoeseeoeoeeeeoeossdeeoeeseeooeoseeeoe°eeeoeeoeoeoeeeeô

xH


DANH MỤC CHỮ VIẾT TÁT
Chữ viết tắt

Thuật ngữ tiếng Anh

Thuật ngữ tiếng Việt

ACN

Anthocyanin

Anthocyanin

G5G

Cyanidin-3-O-glucoside

Cyanidin-3-O-glucoside

DPPH (2,2-diphenyl-I-picrylhydrazyl) free

Hoạt tính khử gốc tự do

nan

radical scavenging assay

DPPH

EGCG

Epigallocatechin gallate

EpIgallocatechin gallate

EFRAP

Ferric reducting antioxidant power assay

Hoạt tính khử sắt FRAP

PEC

Polyelectrolyte complex

Phức hợp polyelectrolyte

SE

Synergistic effect

Hiệu ứng hiệp lực

TE

Trolox equivalent

Đương lượng Trolox

XxII


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hoa bụp giảm (/1ibiscus sabdariffa LL.)............................ee-ccccccccsccccscrrrcrscree l

Hinh ¡2 Eiăi loa bup:giẫm LH0i,............-cceskieeekeEHLkLDkenHEEEHDEALODEE..010830021572x20.sãe 2
Hình 1.3 Cấu trúc của aitiooyanin (D.:R. Karriierer, 20

):¡‹ccscsocsoiaiaseedasaaaroaaoee 4

Hình 1.4 Sáu cấu trúc tự nhiên của anthocyanin và độ phong phú của chúng (Pervaiz et
B1; D0 TT hot go

tt Ga GQGGHIHAGIHNGIENGBIAMGEIEGIAGQGIUGGGGGGNSEidgtVGaqsbai 5

Hình 2.1 Nguyên liệu hoa bụp giắm khô (Công ty Việt Hibiscus)...........................----- S

Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ mol [ACN]:[flavonol] lên hoạt tính khử gốc tự
do DPPH của dịch chất màu bụp giấm tại [ACN] = 0.05 và 0.10 mM.......................- 14
Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ mol [ACN]:[flavonol] lên hoạt tính khử sắt FRAP
của địch chất màu bụp giấm tiiLACNI=E0:65 vá0:10 HN: raeaaa-dadae

16

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ mol [ACN]:[quercetin] lên phố hấp thu trong
vùng 400-700 nm của dịch chất màu bụp giấm với nồng độ anthocyanin (a) 0.05 mM

z1)”.

ếẽẽẽ ẽẽẽ
ẽẽ

5D

Hình 3.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ mol [ACN]:[rutin] lên phố hấp thu trong vùng

400-700 nm của dịch chất màu bụp giấm với nồng độ anthocyanin (a) 0.05 mM và (b)
0:I TÍN: cot0 G02 (SG DEDGGIHQDIGGRIGGIEEGEGGHOGIAGIIGEIEGIGEIGAIOGSIGNGGIGERVEiuxAgE 23

XIV


DANH MỤC BÁẢNG
Bảng 3.1 Ảnh hướng của tỉ lệ nồng độ mol [ACN]:[flavonol] lên hiệu ứng hiệp lực về
hoạt tính khử gốc tự do DPPH của dịch chất màu bụp giấm tại [ACN] = 0.05 và 0.10
HN NỄ: su cuxcsebasasgbiodivtgddgntaiiorvix5405561.01a0u8lểx868610xa)00808/4ig0i7881001405170888000ã830i310á8040186/0i%6/0u8604653/0483/092 18

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ nồng độ mol [ACN]:[flavonol] lên hiệu ứng hiệp lực về

hoạt tính khử sắt FRAP của dịch chất màu bụp giấm tại [ACN] = 0.05 và 0.10 mM. 20
Bảng 3.3 Hiệu ứng bathochromic và hyperchromic của dịch chất màu bụp giấm khi
tương tác đồng sắc tố với quercetin và rutin ở những tỉ lệ mol khác nhau.................. 24

XV


MỞ ĐẦU
1.

Đặt vấn đề
Ngành công nghiệp thực phẩm ngày nay có xu hướng sử dụng chất tạo màu tự

nhiên thay thế cho chất tạo màu tơng hợp vì chúng có nguồn gốc từ thực vật, an tồn và

khơng độc hại. Trong các hợp chất từ thực vật, anthocyanin là chất có tiềm năng được
sử dụng làm chất tạo màu (Jabeur et al., 2017) bởi vì phổ màu rộng gồm đỏ, tím, xanh

có thể thay đơi theo nồng độ pH, chúng là những sắc tơ hịa tan trong nước thuộc nhóm
polyphenol có nhiều trong trái cây và rau quả (He & Giusti, 2010; Zhao et al., 2017).

Anthocyanin là một chất có lợi ích sinh học liên quan đến sức khỏe như chống một số
bệnh (ung thư, bệnh tim mạch) cũng như các rồi loạn mãn tính khác chủ yếu nhờ vào
khả năng chống oxy hóa của nó (Aboonabi & Singh, 2015). Tuy nhiên, anthocyanin lại
dễ bị suy thoái bởi các điều kiện môi trường như nhiệt độ, ánh sáng, pH.... màu sắc của
anthocyanin cũng khơng được bền trong q trình chế biến và bảo quản (Cavalcanti et

al., 2011).
Với mục đích cải thiện màu sắc của anthocyanin, phương pháp đồng sắc tô với các
chất flavonol được áp dụng là một trong những phương pháp hiệu quả. Đồng sắc tố được
thực hiện với hai chất flavonol là quercetin và rutin, tạo phức không liên kết cộng hóa
trị với phân tử anthocyanin. Malien-Aubert và cộng sự (2001) cho rằng các chất màu
giàu flavonols và có tỉ lệ copigment / sắc tố cao nhất cho thấy sự ổn định đáng kể và
màu sắc dường như không bị ảnh hưởng nhiều (Malien-Aubert et al., 2001).

2.

Mục tiêu nghiên cứu
Ơn định sự khơng bền về màu sắc và hoạt tính chống oxy hóa của anthocyanin

giúp ngành cơng nghiệp thực phẩm có nguồn phẩm màu tự nhiên chất lượng, đa dạng

thay cho phẩm màu nhân tạo.
34.

Nội dung nghiên cứu

Đề tài này khảo sát hoạt tính chống oxy hóa DPPH và FRAP, đồng thời đánh giá
hiệu ứng hiệp lực lên khả năng chống oxy hóa cũng như màu sắc của dịch bụp giấm khi
đông sắc tô với flavonol.
XVI


— Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên hoạt tính khử gốc tự
do DPPH của hỗn hợp đồng sắc tô anthocyanin với quercetin và rutin.
— Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên hoạt tính khử sắt
FRAP của hỗn hợp đông sắc tô anthocyanin với quercetin và rutin.
— Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên phô hấp thu của hỗn
hợp đông sắc tô anthocyanin với quercetin và rutin.

— Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ anthocyanin và tỉ lệ mol lên hiệu ứng hiệp lực
của hỗn hợp đồng sắc tô anthocyanin với quercetin và rutin.
— Khảo

sát ảnh

hưởng

của

nông

độ

anthocyanim

và tỉ lệ mol

lên hiệu

ứng

hyperchromic và bathochromic của hỗn hợp đồng sắc tô anthocyanin với quercetin
và rufin.
4.

Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu trên nguyên liệu hoa bụp giấm và q trình đồng sắc tó.

XVI


Chương 1. TÔNG QUAN VÈ NGHIÊN CỨU
1.1. HOA BỤP GIÁẦM

1.1.1. Giới thiệu chung
Hihiscus sabdarƒa L. (Hình 1.1), cịn được gọi là roselle, là một cây thuốc thân
thảo, thuộc họ Malvaceae. Mặc dù có nguồn gốc từ châu Á nhưng nó cũng được trồng
rộng rãi ở nhiều khu vực, bao gồm cả Trung Mỹ và châu Phi. Lồi này thường được

ni trồng đề lấy sợi và đài hoa của nó, và bao gồm ba kiểu gen khác nhau: xanh lá cây,
đỏ (là loại phô biến được sử dụng nhiều nhất) và đỏ sẫm (Jabeur et al., 2017). Chiết xuất
bụp giâm có hoạt tính kháng khn và chống oxy hóa cũng như làm giảm cảm giác đói
và có tác dụng lên chuyền hóa lipid 3 (chống cholesterol). Nó cũng có tác dụng lợi tiêu,
chống tiêu đường, hạ huyết áp, các hoạt động chống viêm và các tác dụng sinh học khác,
chăng hạn như phòng ngừa ung thư và bảo vệ gan (He & Giusti, 2010).

Hình 1.1 Hoa bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.).

Roselle được trồng đề lấy thân, lá, đài hoa và hạt giống như tất cả các bộ phận đều
có ứng dụng công nghiệp, y học và các ứng dụng khác (Jabeur et al., 2017). Hạt rất giàu
protein và sau khi chiết xuất đầu, chúng được luộc và ăn trong súp và cũng được dùng
thay thế cà phê ở Châu Phi. Ở nhiều nước, lá cũng được tiêu thụ như một loại rau xanh


ăn lá (Grajeda-Iglesias et al., 2016). Các lá non và thân mềm của roselle được ăn sông
trong salad hoặc nấu riêng hoặc với thịt hoặc cá, ăn ở đạng xanh hoặc khơ (Neuwinger,

2000). Các đài hoa có giá trị thương mại thích hợp đề sản xuất đồ uống, nước trái cây,
mứt và syrup trong ngành công nghiệp thực phẩm. Hơn nữa, những đài hoa này là nguồn
cung cấp chất tạo màu thực phẩm tự nhiên tốt vì hàm lượng sắc tố cao của chúng (He &

Giusti, 2010).
1.1.2. Đặc điểm
Hoa bụp giấm là một loại cây cỏ sống hàng năm hoặc cây bụi phụ thân gỗ, cao đến

2-2.5 m. Lá sâu 3-5 thùy hình bàn tay và dài 8-15 cm, xếp xen kẽ trên thân hình trụ,
nhẵn màu đỏ. Các hoa phụ hoặc đầu tận cùng và có đường kính §—10 em, màu trắng đến

vàng nhạt với một đốm đỏ sẫm ở gốc mỗi cánh hoa, và có một đài hoa mập mạp ở gốc,
rộng I—2 em, nở ra 3— 3.5 cm, nhiều thịt và có màu đỏ tươi khi quả chín (Ross, 2003)

(Hình 1.2).

Hình 1.2 Đài hoa bụp giấm tươi
Cây ưa đất tơi xốp, màu mỡ và âm ướt. Nó chống lại sương giá đến -22 °C. Bụp

giấm thông thường hầu như khơng xuất hiện ở nơi có điều kiện hoang dã. Nó rất dễ
trồng ở hầu hết các loại đất thoát nước tốt cũng như chịu được đất kém. Từ khi gleo hạt
đến khi trưởng thành, bụp giấm mắt khoảng sáu tháng. Cây được trồng vào đầu mùa

mưa vào giữa tháng 4 và thu hoạch đề lấy hoa trái, khoảng 3 tuần cho đến khi bắt đầu
ra hoa (Ali et al., 2005; Dhar et al., 2015).


1.1.3. Lợi ích của hoa bụp giấm
Hoa bụp giấm được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc. Ở Án Độ, Châu Phi và

Mexico, các dẫn xuất lá hoặc đài hoa thường được sử dụng như thuốc lợi tiểu, chống lờ
đờ, hạ sót, hạ huyết áp và làm giảm độ nhớt của máu (Andersen & Markham, 2005). Ở
Bắc Phi, các chế phẩm từ đài hoa dùng đề điều trị đau họng và ho (Neuwinger, 2000).
Các thành phần chính của hoa bụp giấm có liên quan đến tính được học là acid hữu
cơ,

anthocyani,

polysaccharide

và

flavonoid

(Pieczykolan

&

Kurek,

2019).

Anthocyanin là nhóm chất dẫn xuất của flavonoid và các sắc tơ tự nhiên có trong hoa
của bụp giấm

và màu

của anthocyanin

thay đổi theo pH.

Thành

phần chính các

anthocyanin có trong hoa bụp giấm và được sử dụng như chất tạo màu thực phâm là:
delphinidin-3-O-glucoside,

delphinidin-3-O-sambubioside,

cyanidin-3-glucoside,

delphinidin-3-glucoside (Frank, 2005). Ngoài ra, trong đài hoa bụp giấm cịn có ascorbic
acid, cyanidin-3-rutinose (Mahadevan & KamboJ, 2009).

Đài hoa bụp giấm là một nguồn các phân tử có hoạt tính sinh học đầy tiềm năng
với các hoạt tính chống oxy hóa, hạ huyết áp, chống nhiễm trùng, chống viêm, chống
đái tháo đường và chống ung thư. Nhiều khảo sát khoa học đã tiết lộ rằng đài hoa bụp
giấm rất giàu polyphenol và flavonoid giúp tăng giá trị hoạt tính sinh học vì các hợp
chất này có tương quan với đặc tính chống oxy hóa của chúng. Hàm lượng phenolic
trong

cây

chủ

yếu

là anthocyanin

như

delphinidin-3-glucoside,

sambubioside

và

cyanidine-3-sambubioside (Jabeur et al., 2017; Sinela et al., 2017) và các flavonoid khác

như gossypetine hibiscetin và glycoside tương ứng của chúng; acid protocatechurc,
eugenol và sterol như-sitoesterol và ergoesterol (Ali et al., 2005; Hirunpanich et al.,

2006; Mahadevan & Kamboj, 2009). Các phân tử anthocyanin dễ bị thối hóa. Độ ơn
định của chúng phụ thuộc vào pH, nhiệt độ. sự hiện diện của enzyme, ánh sáng và cầu
trúc, sự hiện diện của các flavonoid khác, acid phenolic và kim loại (Idham et al., 2012).
Các nhà nghiên cứu chủ yếu sử dụng dung mơi nước hoặc dung mơi hữu cơ để trích
xuất polyphenol và anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. Các kỹ thuật chiết xuất khác nhau
và các giống khác nhau của bụp giấm được sử dụng trong các nghiên cứu khác nhau
Luvonga et al. (2010) đã báo cáo tổng hàm lượng phenolic là 6.06 mg/g trong chiết xuất
bụp giấm (Luvonga et al., 2010). Jabeur và cộng sự (2017) trong nghiên cứu gần đây đã


xác

định

được

hàm

lượng

của

delphinedin-3-O-sambubioside,

delphimdin

3-O

glucoside và cyanidine-3-O-sambubioside trong bụp giâm lần lượt là 7.03 mg/g, 1.54
mg/g và 4.40 mg/g (Jabeur et al., 2017).
1.1.4. Câu trúc của anthocyanin
Anthocyann

là

O-glycosde

của

anthocyandn

tetrahydroxyfavylium) được liên kết với các nhóm

(là

hydroxyl (OH)

lon

3,4,5,7

và/hoặc nhóm

methoxy (OCH;) ở vị trí C3' ( thường là glycosyl hóa và cần nhiệt đề ơn định) và C5"
(glycosyl hóa) (Rein, 2005). Anthocyanin là sự kết hợp của anthocyanidin (mang màu)

với những glucoside có gốc đường (glucose, glactose). Các gốc đường có thể được gắn

vào vị trí 3,5,7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 cịn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin
có gốc đường được gắn vào vị trí 3 gọi là monoglycoside, ở vị trí 3 và 5 gọi là
diglycoside. Do đó, các anthocyanin cũng được phân loại theo số lượng các phân tử
đường trong cầu trúc của chúng (ví dụ, monoside, biosides, triosides) (Da-Costa-Rocha

et al., 2014).

Name

Rụì

R;

R:

Delphindin

O©H

OH

H

Petunidin

OH

OCH;

H

Malvidin

OCH:;

OCH;

H

Cyanidin

OH

H

H

Peonidin

OC`H;

H

H

Pelargonidin

H

H

H

Hình 1.3 Cấu trúc của anthocyanin (D. R. Kammerer, 2016).


Hầu như tất cả trong số hàng nghìn anthocyanin đã biết đều có nguồn gốc từ một
trong sáu cầu trúc anthocyanidin cơ bản (cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin,

peonidin và petunidin), chúng chỉ khác nhau về số lượng nhóm hydroxyl ở vịng B,
thường được tìm thấy trong trái cây và rau quả (Casteda-Ovando, Araceli, et al., 2009)

(Hình 1.3 và 1.4). Trong đó, anthocyanin có dạng gốc cyanidin chiếm khoảng 50%. Đối
với một số anthocyanin có nguồn gốc từ hoa có mức độ glycosy] hóa và sự có mặt hoặc

khơng có các nhóm acyl bồ sung gắn với đường. Dạng đường phô biến là D-glucose
nhưng

anthocyanin

cũng thường

liên kết với L-rhamnose,

D-xylose,

D-galactose,

arabinose, and fructose cũng như rutinose (6-O-ơ-L-rhamnosyl-D-glucose), sophorose
(2- O-B-D-xylosyl-D-glucose), gentiobiose (6-O-B-D-glucosy]l-D-glucose), sambubiose
(2-O-B-D-xylosyl-D-glucose),

xylosylrutinose

và glycosylrutinose

(Trouillas

et al.,

2016).
OCH;
OH

OH

HO

X:

o⁄

_CÌ

OH

HO

OH

OH

Cyanidin (50%)

OH
HO

Ơ

+

5.

⁄

É)

HO

Delphinidin (12%)

OH

Pelargonidin (12%)

Peonidin (12%)

OCH;

OH

Ồ

OH

OH

⁄

_h

OH

OH
OH

12

o`

0.

+

⁄

_Ì

OH
OCH;

HO

§

OH

+

0.

⁄

ki

OH
OCHạ

OH

OH

OH

Malvidin (7%)

Petunidin (7%)

Hình 1.4 Sáu cấu trúc tự nhiên của anthocyanin và độ phong phú của chúng (Pervaiz et
al., 2017).

1.2. Tổng quan về đồng sắc tố
1.2.1. Định nghĩa
Đồng sắc tố là một quá trình tự nhiên dựa trên sự tạo phức khơng hóa trị (siêu phân
tử). Thuật ngữ đồng sắc tố thường dành cho anthocyanin vì chúng là nhóm màu sắc tự


nhiên có phố màu rộng và là một nhóm dẫn xuất các chất phenolic lớn trong giới thực
vật (Haslam, 1998). Trong sự phát triển tương lai của ngành công nghiệp thực phẩm,
đồng sắc tổ được sử dụng nhằm mục định kiêm sốt, ơn định màu sắc của chất màu tự
nhiên bằng cách bồ sung các chất sắc tô (copigment) (Trouillas et al., 2016).
1.2.2. Phân loại
1.2.2.1. Đông sắc tô nội phân tử (Intramolecular copigmentation)

Các anthocyanin được acyl hóa với cấu trúc lõi anthocyanidin, dễ bị đồng sắc tố
trong phân tử hoặc tự liên kết (đồng phân khơng hóa trị) tùy thuộc vào cấu trúc của từng

anthocyanin. Việc xếp chồng trong phân tử tạo thành cấu trúc kiều bánh sandwich đòi
hỏi sự liên kết chặt chẽ giữa nhóm mang màu anthocyanin và gốc copigment (Dangles
et al., 1993). Hiệu quả của cầu trúc này nhờ vào liên kết cộng hóa trị giữa các chất hoặc
sự xếp chồng của tương tác

— z của gốc acyl hoặc liên kết hydro. Quá trình đồng sắc

tố nội phân tử ít phù hợp đề làm thực nghiệm vì chúng cần một trạng thái cân bằng cấu
trúc.
1.2.2.2. Đông sắc tố liên phân tử (Intermolecular copigmentation)
Anthocyanin liên kết với các hợp chất không màu khác chủ yếu bằng liên kết Van

der Waals, tương tác ky nước, tương tác ion đề tạo nên một cơ chế đặc biệt bảo vệ các
cation flavylium có màu khỏi q trình hydrate hóa (Kammerer, 2016). Các hợp chất
khơng màu cịn được gọi là copigment bao gồm flavonol, alkaloid, acid amin, phenolic,
kim loại. Tỉ lệ giữa chất màu và copigment cao rất thuận lợi cho việc tăng và thay đổi

biểu hiện màu sắc của anthocyanin trong mơi trường nước có tính acid thấp (Cavalcanti
et al., 2011). Hiện tượng đồng sắc tố ánh hưởng đến bước sóng hấp thụ cực đại (max)

làm màu sắc bị thay đổi nhiều hơn (bathochromic effect) hoặc tăng cường độ màu
(hyperchromic effect) của dung dịch anthocyanin (Brouillard et al., 2010).
1.2.2.3. Tự liên kết (selƒ#ˆassociation)
Sự tự liên kết của các cation flavylium được

tăng cường

khi sỐ lượng nhóm

hydroxyl và metoxyl ở vịng B tăng lên. Sự tự liên kết này cũng bảo vệ cation flavylium
như đồng sắc tố và hỗ trợ sự chuyền đổi thành các base quinonoid (Leydet et al., 2012).

Tuy nhiên, sự tự liên kết này bị cản trở bởi lực đầy tĩnh điện. Điều đáng chú ý là sự tự


liên kết sẽ cạnh tranh với sự đồng sắc tố giữa các phân tử. Khi trường hợp đó xảy ra,

quá trình chiếm ưu thế sẽ được xác định bởi nồng độ tương đối của chất màu và
copigment (T EserIbano-Bailon & Santos-Buelga, 2012).
1.2.3. Yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển màu sắc và độ ôn định của anthoeyanin
Màu sắc của anthocyanin được xác định bởi dạng thay thế vòng B aglycone bằng
nonacyl hóa và monoacyl hóa. Sự gia tăng số lượng các nhóm hydroxyl (pelargonidin

cyaniding >> delphinidin) gây ra sự thay đổi màu sắc (bathochromic effect), dịch
màu sẽ chuyển sang màu xanh hơn trong khi đó, sự giảm methyl hóa (cyanidin
peonidin > malvidin) dẫn đến sự thay đôi cường độ màu sắc (hyperchromic effect) của
anthocyanin, giảm dần sắc độ đỏ của dịch màu (Dietmar R Kammerer et al., 2007).
Stintzing và cộng sự (2002) đã nghiên cứu quá trình tăng hiệu ứng sắc tố của
anthocyanin với hợp chất tạo đồng sắc tố (acid cinnamic). Việc acyl hóa với acid
cinnamic gây ra sự thay đổi màu sắc của dung dịch, có thể quan sát thấy màu xanh; tuy

nhiên, loại gốc acyl hóa được gắn vào saccharide cũng có liên quan đến sự phát triển
màu sắc và quang phô (Stintzing et al., 2002). Trong nghiên cứu của Giusti và cộng sự
(1999) về quá trình đồng sắc tố của dịch chiết methanol chứa glycoside pelargonidin kết

hợp với anthocyanin ở pH 1.0 cho thấy rằng cường độ màu sắc tăng trong khi đó giá trị
màu sắc (hue) lại thấp hơn so với dung dịch nước. Ảnh hưởng này phụ thuộc vào mức
độ acyl hóa và nồng độ anthocyanin (Giusti et al., 1999). Các báo cáo về cường độ màu
sắc của anthocyanin cho thấy rằng đặc điểm màu sắc và quang phô của anthocyanin là

sự tương tác của cấu trúc hợp chất, nồng độ, giá trị pH, nhiệt độ, ion kim loại, loại dung
môi và các chât sắc tô.


Chương 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN LIỆU
Hoa bụp giấm khô được mua từ Công ty Việt Hibiscus (Tp. Hồ Chí Minh, Việt
Nam). Bụp giấm được trồng ở Biên Hịa (Đồng Nai). Sau khi thu hoạch, hoa bụp giấm

tươi được sây đối lưu bằng khơng khí nóng ở nhiệt độ 60 °C. Sản phâm khô được bảo
quản trong túi polyethylene ở nơi khơ ráo, thống mát, tránh ánh nắng trực tiếp.

Hình 2.1 Ngun liệu hoa bụp giẫm khơ (Cơng ty Việt Hibiseus).

2.2. DỤNG CỤ - THIẾT BỊ - HÓA CHÁT
2.2.1. Dụng cụ

Cốc thuỷ tỉnh

Giá ơng nghiệm

pH kế

PIpet

Erlen

Bình định mức

Nhiệt kế

Ơng nghiệm

Bình định mức

Ống ly tâm

Cốc thuỷ tỉnh

Phễu

MicropIpet

Đũa thuỷ tỉnh

2.2.2. Thiết bị