ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ KHOAI LANG TÍM (IPOMOEA BATATAS (L ) LAM) TRỒNG TẠI TỈNH VĨNH LONG, VIỆT NAM

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.43 MB, 10 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TÔ

ẢNH HƯỞNG ĐẾN Q TRÌNH TRÍCH LY ANTHOCYANIN TỪ KHOAI LANG TÍM

(IPOMOEA BATATAS (L.) LAM)

TRỒNG TẠI TỈNH VĨNH LONG, VIỆT NAM

•NGUYỄN LÊ TẤN THIỆN - HỒNG THỊ THUHANG

-TRẦN MINH PHÚC - LƯƠNG THỊPHƯƠNG LIÊN - BÙI THẾ VINH

TÓM TẮT:

Anthocyanin ngày càng được sử dụng nhiều hơn như một chất tạo màu tự nhiên và an toàn. Mục tiêu của nghiên cứu là xác định được các thông số của q trình trích ly anthocyanin từ khoai lang tím được trồng tại tỉnh Vĩnh Long, Việt Nam. Kết quả cho thấy, kích thước của nguyên liệu khoai lang tím, tỷ lệ khoai lang tím/dung mơi, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly, và nồng độ ethanol sử dụng lần lượt là 3-5 mm; 1/8; 70°C; 50 phút; và 30%.

Từ khóa: khoai lang tím, anthocyanin, q trình trích ly.

1. Đặt vấn đề

Ngày nay, do các vấn đề về an toàn, việc sử dụng các chất tạo màu tự nhiên để thay thế thuốc nhuộm tổng hợp ngày càng được ưu tiên. Theo hệ thống đánh số được sử dụng bởi úy ban Tiêu chuẩn thực phẩm quốc tế (Codex Alimentarius Commission), anthocyanin (bất kỳ chất nào có nguồn gốc từ chất tạo màu anthocyanin) được liệt kê là chất tạo màu tự

nhiên (Ove et al., 2019). Vì vậy, chúng tơi có sự chú

ý nhiều hơn đến các nguồn nguyên liệu tiềm năng khác giàu anthocyanin như khoai lang tím dùng trong cơng nghiệp thực phẩm, dược phẩm.

Khoai lang tím được coi là thực phẩm tốt cho sức khỏe do có hương vị độc đáo, lượng chất xơ cao và có lợi cho sức khỏe. Các nghiên cứu đã chứng minh tác dụng chống tăng đường huyết và chống tăng

axit uric, chống oxy hóa, chơng béo phì và chống viêm mạnh mẽ, có thể được phát huy bởi các thành phần hoạt tính sinh học của nó (Wang et al., 2022).

Nhiều loại phương pháp trích ly đã được sử dụng để trích ly hàm lượng anthocyanin, trong số đó có 2 phương pháp đã được sử dụng thường xuyên, đó là hệ thống hồi lưu (reflux system) và hệ thông 2 pha lỏng thân nước (two-phase aqueous system). Các dung môi khác nhau đã được sử dụng trong q trình trích ly như etanol, axeton và axit clohydric (HC1),... Trong thời gian trích ly anthocyanin, metanol được axit hóa trong nước và etanol đã được sử dụng phổ biến nhất. Trong đó, ethanol được ưu tiên dùng làm dung môi để sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm. Hơn nữa, các yếu tô khác nhau ảnh hưởng đến sự ổn định của sắc tố

SỐ20-Tháng 8/2022 353

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG

anthocyanin, như: giá trị pH, nhiệt độ, sự hiện điện

của oxy,... (Ove etal., 2019).

Nghiên cứu về q trình trích ly anthocyanin trên khoai lang tím của tác giả Cù Thị Ngọc Thúy (2014) đã đưa ra điều kiện trích ly cho hàm lượng anthocyanin cao là nhiệt độ 80°C, thời gian 180 giây và tỷ lệ ethanol trong hệ dung mơi là 75% (v/v); Ngồi ra, tác giả Phạm Thị Mai Quế và Nguyễn Minh Thủy (2016) đã trích ly anthocyanin từ vỏ khoai lang tím đã được hấp ở nhiệt độ 100°C trong 4 phút, sau đó sấy ở 50°C trong 4 giờ có thể tăng hiệu quả trích ly và thu nhận được hàm lượng anthocyanin đạt được cao nhất là 0,2%, gấp 7 lần so với mẫu đối chứng; và cũng cho thấy thời gian, nhiệt độ và nồng độ ethanol ảnh hưởng quan trọng đến hiêu quả trích ly anthocyanin. Các điều kiện tối ưu (nhiệt độ, thời gian và nồng độ ethanol) đạt được là 5 l°c, 44 phút và 68%, tương ứng.

Tính ổn định của anthocyanins tăng lên khi tăng nồng độ của chính chất tạo màu. Do đó, điều mong mn là cơ đặc tập trung anthocyanin sau khi trích ly và tinh chế (Chandrasekhar etal., 2015).

ơ

Việt Nam, khoai lang là cây lương thực đứng hàng thứ ba sau lúa, ngô và đứng thứ hai về giá trị kinh tế đối với cây có củ sau khoai tây. Theo sô' liệu báo cáo của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Vĩnh Long, hiện nay khoai lang tím hiện được trồng với diện tích khoảng 14.000 ha, sản lượng hàng năm trên 370.000 tấn, tổng giá trị kinh tế đạt khoảng 750 triệu đồng/lha hằng năm (Nguồn báo cáo Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn năm 2019). Như vậy, Vĩnh Long có vùng nguyên liệu khoai lang lớn, dễ tìm và giá thành tương đối rẻ, nhất là dịng khoai lang tím Nhật. Khoai lang tím được bán trực tiếp cho thương lái, người dân với giá thành không ổn định. Vì vậy, cần thiết nghiên cứu trích ly anthocyanin

từ khoai lang tím Vĩnh Long nhằm tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng cao như phẩm màu thực phẩm, dược phẩm,... góp phần phát triển kinh tế địa phương, giảm thất thoát sau thu hoạch... là việc làm rất cần thiết.

2. Đối tưựng và phương pháp nghiên cứu

2.1. Đối tượng nghiên cứu

Khoai lang tím tươi được thu nhận ở huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long. Khoai lang tím tươi sau khi thu nhận được làm sạch để loại bỏ phần không tốt, rửa sạch bằng nước và để ráo. Khoai lang tím ráo cho vào bao bì tồn trữ ở 4 - 5°c cho quá trình sử dụng (hoặc sử dụng ngay).

2.2. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất

- Thiết bị, dụng cụ: pH kế (Ohaus); Nhiệt kế (China); Bếp điện từ (Korea King, Hàn Quốc); Water bath (Memmert, Đức); Micropipette (100- lOOOpl) (Đức); Cân phân tích độ chính xác ±0,0001 g (Ohaus, Trung Quốc); Dụng cụ phân tích như cốc thủy tinh, bình tam giác, bình định mức.

-Hóa chất: Ethanol (99,97%) (Việt Nam); Methanol (99,97%) (Trung Quốc); Citric acid monohydrate (Trung Quốc); HC1 đậm đặc (Trung Quốc); Kali Clorua (KC1) (Trung Quốc); Natri acetat (CH3COONa) (Trung Quốc); Nước cất.

2.3. Quy trình thí nghiệm

Quy trình trích ly athocyanin từ khoai lang tím như sau:

Nghiên cứu trích ly anthocyanin từ khoai lang tím được thực hiện trên cơ sở các nghiên cứu của

Pham etal. (2019), Tạ Thị Tố Uyên (2018).

Tiến hành thí nghiệm như sau: Khối lượng mỗi mẫu khoai lang tím khơ được sử dụng cho mỗi đơn vị thí nghiệm là 50 g. Q trình trích ly được thực hiện ở các điều kiện cố định nhiệt độ ở 50°C, trong thời gian 50 phút, dung môi sử dụng là ethanol

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

được tiến hành phân tích, đánh giá hàm lượng anthocyanin và chọn ra thơng số để có giá trị hàm lượng anthocyanin tốt nhát. Các yếu tô được khảo sát ảnh hưởng đến q trình trích ly anthocyanin thay đổi, gồm: Kích thước của nguyên liệu khoai lang tím (3 nhân tố: 3-5 mm; 10 mm; 15 mm) (Thí nghiệm 1); Tỷ lệ khoai lang tím khơ: dung mơi (3 nhân tố: 1/5; 1/8; 1/10) (Thí nghiệm 2); Nhiệt độ trích ly (3 nhân tố: 50°C; 70°C; 90) (Thí nghiệm 3); Thời gian trích ly (3 nhân tố: 30 phút; 50 phút; 70 phút) (Thí nghiệm 4); Nồng độ ethanol (3 nhân tơ: 10%; 30%; 50%) (Thí nghiệm 5). Các thơng số thu nhận được từ kết quả thí nghiệm trước được sử dụng cho thí nghiệm sau đó.

2.4. Phương pháp phân tích

Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin theo phương pháp pH vi sai. Xác định anthocyanin trong dịch trích theo phương pháp pH vi sai (Giustivà Wrolstad, 2000), dựa trên nguyên tắc chất màu anthocyanin thay đổi theo pH. Tại pH=l, các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc flavium có độ hâp thụ cực đại, tại pH - 4,5 thì chúng lại ở dạng carbinol không màu. Phương pháp pH vi sai cho phép xác định hàm lượng anthocyanin tổng số chính xác và nhanh chóng, thậm chí khi có sự hiện diện của các hợp chất can thiệp khác

(Stanciu et al., 2010).

Xác định quang phổ hấp thu cực đại (Ảvịs max)

Chỉnh đường nền bằng nước cất từ bước sóng 400 đến 700 nm.

Pha lỗng bột khoai lang bằng nước cất. Cho dịch vừa pha vào cuvet và quét qua máy quang phổ với bước sóng từ 400 đến 700 nm (phổ hâp thu cực đại của anthocyanin nằm trong khoảng từ 500 đến 550 nm). Bước sóng hấp thu cực đại được ghi nhận là bước sóng tại đó độ hấp thu A đo được cao nhát.

Xác định độ pha lỗng mẫu (DF)

Xác định độ pha lỗng mẫu thích hợp bằng dung dịch đệm pH 1.0 để độ hấp thu tại bước sóng cực đại (521 nm) nằm trong khoảng tuyến tính trên đồ thị quan hệ giữa độ hấp thu và hàm lượng anthocyanin (độ hấp thu thường có giá trị từ 0.2

Chỉnh điểm 0 cho máy bằng nước cât. Đo độ hấp thu của dung dịch vừa pha tại các bước sóng (Àyis max = 521nm) và 700nm (độ đục của mẫu).

a: Lượng anthocyanin (g); M: Khối lượng phân tử của anthocyanin, được biểu diễn qua cyanidin 3- glucozide (449.2 g/mol); 1: Chiều dày cuvet (lem); K: Độ pha lỗng; V: Thể tích dịch chiết (1); £: Hệ số hấp thụ phân tử, (26900 mol’1 cm-1 tại À. = 520 nm)

(Gabriela etal., 2010).

Hàm lượng anthocyanin tồn phần (%) = ax 100%/[mx(100-w)x 10’2]

Trong đó, a: Lượng anthocyanin (g); m: Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g); w: Độ ẩm nguyên liệu (%) (Huỳnh Thị Kim Cúc et al., 2005).

Xác định nồng độ anthocyanin (mg/L) theo công thức:

Nông độ anthocyanin =--- --- f- ụng/L) £.1

M: Khôi lượng phân tử của anthocyanin, được biểu diễn qua cyanidin 3-glucozide (449.2 g/mol); 1: Chiều dày cuvet (1cm); DF: Độ pha loãng, e

:

Hệ số hấp thụ phân tử, (26900 mol-1 cm 1 tại À. = 520 nm) (Gabriela etal., 2010).

2.5. Phương pháp xử lý số liệu

Các thí nghiệm được bố trí hồn tồn ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần. Thơng số thích hợp được lựa chọn từ kết quả của thí nghiệm trước được sử dụng cho thí nghiệm kế tiếp.

SỐ20-Tháng 8/2022 355

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG

Kết quả của các thí nghiệm được thơng kê và phân tích theo phần mềm thống kê Statgraphics Centurion XVII, phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD để kết luận sự sai khác giữa các nghiệm thức.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Thành phần hóa học của củ KLT sử dụng trong thí nghiệm

Các thành phần cơ bản của khoai lang tím thu nhận tại Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long như hàm lượng nước, protein, chất béo, anthocyanin và các thành phần khác được phân tích (Bảng 1) làm cơ sở để thu nhận dịch chiết anthocyanin trong q trình trích ly.

Bảng 1. Bảng thành phần hóa học của khoai lang tím tươi

Thành phẩnĐơn V|Giá tri trên 100g

Kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím đạt 0,067 ± 0,01 g/100 g trọng lượng tươi thấp hơn so với báo cáo của Wang et al. (2022) (0,10-0,97 mg/g trọng lượngtươi).

Thành phần hóa học của củ khoai lang khơng cố định mà dao động tùy thuộc giống, kỹ thuật canh tác, đất trồng, khí hậu,... Sự hao hụt của khoai lang khi bảo quản phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của khoai, những biến đổi sinh lý, sinh hóa, thành phần hóa học, giống, điều kiện gieo trồng chăm sóc, độ chín thu hoạch, kỹ thuật khi thu hoạch, vận chuyển và những yếu tố kỹ thuật khi bảo quản. Sau thu hoạch, khoai lang rất nhanh bị giảm chất lượng do trọng lượng mất, tổn thương cơ học, nẩy mầm, sâu bệnh.

Anthocyanins từ khoai lang tím tương đơi ổn định trong nhiều điều kiện bảo quản, chẳng hạn như dưới nhiều ánh sáng, độ pH khác nhau và nhiệt độ khác nhau. Chính vì những đặc tính này,

anthocyanin đã trở nên phổ biến. Tuy nhiên, hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím tương đối thấp, chỉ 0,10-0,97 mg/g trọng lượng tươi (Wang et

al„ 2022).

3.2. Ánh hưởng của kích thước khoai lang tím đến q trình trích ly anthocyanin

Kết quả xác định hàm lượng anthocyanin trong dung dịch trích ly ở các nghiệm thức cho thấy (Hình 3.2 B): Ớ mẫu sử dụng khoai lang tím có kích thước 3-5 mm (253,6 mg/L) cao hơn so với mẫu có kích thước là 10 mm (229,6 mg/L) và 15 mm (198,5 mg/L); khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05) so với các mẫu còn lại.

Xử lý mẫu với kích thước nhỏ sẽ góp phần hỗ trợ tăng bề mặt tiếp xúc giữa mẫu ngâm với dung mơi từ đó mang lại hiệu suất cao hơn trong quá trình xử lý mẫu để thu nhận anthocyanin.

Khi so sánh với kết quả nghiên cứu của tác giả Tạ Thị Tố Uyên (2018), để thu nhận anthocyanin từ khoai lang tím, ban đầu khoai lang tím được hâp chín để tiến hành thí nghiệm, mẫu khoai lang tím được xử lý thành 2 dạng là dạng paste có kích thước 1,0 mm và dạng bột có kích thước nhỏ. Để tạo thành dạng bột cần thực hiện thêm các bước cắt lát khoảng 0,3 - 0,5 mm, sấy ở áp suất chân khơng hoặc bằng khơng khí nóng ở nhiệt độ 80°C đến độ ẩm < 10%. Quá trình xử lý cần qua nhiều bước thực hiện phức tạp, đồng thời cần có các thiết bị cơng nghệ cao. Trong khi đó, với q trình trích ly anthocyanin này, các bước thực hiện đơn giản, dễ dàng áp dụng ở điều kiện thường.

Hình 2A trình bày hình ảnh kích thước mẫu khoai lang tím khơ sử dụng để trích ly anthocyanin.

Như vậy, khi thực hiện các thí nghiệm trích ly anthocyanin từ khoai lang tím, nên lựa chọn mẫu với kích thước 3-5 mm để thu được hàm lượng anthocyanin cao hơn khi trích ly.

3.3. Ánh hưởng của tỷ lệ khoai lang tím: dung mơi đến hàm lượng anthocyanin

Khi trích ly anthocyanin từ khoai lang tím, lượng dung mơi càng nhiều thì hàm lượng anthocyanin thu được càng cao, nhưng gây tốn dung môi và kéo dài thời gian cô đặc để tách dung môi, nên có thể làm cho chất màu bị thối hóa (Furtado, 1993). Vì thế, cần lựa chọn tỷ lệ dung môi phù hợp để tiến

356 SỐ 20- Tháng 8/2022

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Hình 2: Hình mầu KLT với kích thước 3-5 mm (A) và biểu đồ hàm lượng anthocyanin sau khi ngâm mẫu KLT với 2 kích thước khác nhau (B)

hành thí nghiệm mang lại hiệu quả mà khơng gây hao phí.

Hàm lượng anthocyanin trong dung dịch trích ly từ khoai lang tím khi thay đổi tỷ lệ dung mơi sử dụng được trình bày ở Hình 3 thu nhận ở tỷ lệ 1/8 và 1/10 lần lượt là 175,25 mg/L và 176,47 mg/L. Do đó, sẽ áp dụng tỷ lệ dung mơi 1/8 cho các thí nghiệm tiếp theo.

Kết quả trên Hình 3 cho thấy, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi ở mức 1/8 cho giá trị hàm lượng anthocyanin (175,25 mg/L) cao hơn so với tỷ lệ 1/5 (145,39 mg/L), khác biệt có ý nghĩa thống kê (P<0,05). Bên cạnh đó, hàm

lượng anthocyanin tạo ra giữa 2 tỷ lệ 1/8 và 1/10 khơng có sự khác biệt về mặt thống kê (P>0,05);

Tỷ lệ nguyên liệu trên chất lỏng được coi là yếu tố chính trong q trình trích ly tổng anthocyanin. Tỷ lệ rắn - lỏng cao có thể tăng cường tiếp xúc giữa dung môi và nguyên liệu thực vật, do đó nâng cao năng suất anthocyanin. Tuy nhiên, với tỷ lệ rắn - lỏng, hàm lượng oxy trong dịch chiết tăng lên, dẫn đến q trình oxy hóa một số anthocyanin, làm giảm sản lượng của anthocyanin, cần cân nhắc chi phí và các mối quan tâm về môi trường, 1:15 đã được sử dụng để trích ly anthocyanin một cách hiệu quả (Wang etal., 2022).

(Các giá trị có ký tự giống nhau thì khơng có sự khác biệt theo thống kê với mức ý nghĩa a = 0,05).

Hình 3: Hàm lượng anthocyanin ở các tỷ lệ khoai lang tím khơ: dung mõi khác nhau

(Các giá trị có ký tự giống nhau thì khơng có sự khác biệt theo thơng kê với mức ỷ nghĩà a = 0,05).

Nghiên cứu của Tạ Thị Tố Uyên (2018), tỷ lệ dung môi dùng để trích ly là ethanol/nước - 66/34 và 1% HC1 đậm đặc; với paste khoai lang tím thì tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/16; với bột khoai lang tím thì tỷ lệ ngun liệu/dung mơi là 1/33. Lượng dung môi sử dụng nhiều hơn, nên hao phí xảy ra sẽ lớn hơn. Bên cạnh đó, sự khác biệt cịn phụ thuộc vào quá trình xử lý mẫu ban đầu.

3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng anthocyanin

Nhiệt độ trích ly tác động mạnh đến hàm lượng anthocyanin. Khi nhiệt độ tăng sẽ làm giảm độ nhớt và tăng vận tốc khuếch tán, tạo điều kiện thuận lợi

SỐ 20 - Tháng 8/2022 357

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG

cho các chất từ nguyên liệu vào trong dung mơi. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, các nhóm OH trong phân tử anthocyanin kém ổn định và dễ bị thối hóa, làm cho hàm lượng anthocyanin giảm (Cacace và Mazza, 2002).

Kết quả thí nghiệm nhiệt độ ảnh hưởng đến hàm lượng anthocyanin được thể hiện trong Hình 4.

Kết quả ở Hình 4 cho thấy, hiệu hàm lượng anthocyanin tăng khi nhiệt độ tăng, nguyên nhân là do quá trình trích ly bị ảnh hưởng mạnh của nhiệt độ. Nhiệt độ tăng sẽ tăng cường sự chuyển động hỗn loạn của các hợp chất tự nhiên trong ngun liệu, qua đó thúc đẩy

q trình hịa tan và khuếch tán hoạt chất trong màng tế bào ra bên ngồi, giúp q trình trích ly diễn ra nhanh và hiệu suất cao. Hàm lượng anthocyanin trích ly đạt cao nhất ở nhiệt độ 90°C (223,97 mg/L), tuy nhiên khác biệt khơng có ý nghĩa thông kê với nhiệt độ 70°C (222,7 mg/L) (P>0,05). Ở nhiệt độ 50°C hàm lượng anthocyanin trích ly được là 182,07 mg/L. Ngồi ra, nhiệt độ cao có thể làm phân hủy điển hình các hợp chất anthocyanin, vốn đã kém bền với nhiệt độ. Do vậy, nhiệt độ 70°C được chọn để khảo sát các thơng số khác.

Nhiệt độ trích ly càng cao hàm lượng anthocyanin thu được càng nhiều. Tuy nhiên, khi chiết ở nhiệt độ cao chỉ nên trích ly ở thời gian ngắn để tránh chất màu anthocyanin bị thối hóa. Theo kết quả nghiên cứu về điều kiện trích ly anthocyanin từ khoai lang tím, nhiệt độ thích hợp khi trích ly anthocyanin từ khoai lang tím trong thiết bị kín, áp suất cao (1500 psi) là 80-120°C trong thời gian 60 giây (Truong et al., 2012). Tuy nhiên, để thực hiện thí nghiệm với điều kiện này địi hỏi phải có được hệ thống thiết bị áp suất cao, cơng nghệ phức tạp, chi phí đầu tư thiết bị lớn.

Kết quả nghiên cứu của đề tài tương tự với nghiên cứu của tác giả Tạ Thị Tố Uyên (2018) và nhóm tác giả Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự

Hình 4: Hàm lượng anthocyanin khi chiết tách ở các nhiệt

(2014), khi 2 nghiên cứu trước cho biết nhiệt độ được sử dụng để trích ly lần lượt tương ứng là 77°c và 80°C. Điều này chứng tỏ khoảng nhiệt độ dao

Thời gian trích ly ảnh hưởng đến hàm lượng anthocyanin. Thời gian kéo dài làm tăng khả năng tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi, các hoạt chất dễ dàng di chuyển ra môi trường hơn. Tuy nhiên, nếu thời gian trích ly quá dài, anthocyanin trong dung môi cũng dễ bị oxy hóa bởi các yếu tố nhiệt độ, ánh sáng và oxy khơng khí (Tan etal., 2013).

Kết quả xác định hàm lượng anthocyanin của các dung dịch trích ly ở cấc mẫu ở thời gian trích ly khoai lang tím khơ khác nhau được trình bày trên Hình 3.5 cho thấy: Hàm lượng anthocyanin đạt cao nhất ở mẫu có thời gian chiết 70 phút (206,33

mg/L), cao hơn mẫu ở thời gian trích ly khác; không khác biệt ý nghĩa thống kê so với thời gian 50 phút (205,55 mg/L) (P>0,05). Hàm lượng anthocyanin ở mẫu có thời gian trích ly 30 phút là thấp nhất (123,40 mg/L).

Kết quả thực nghiệm cho thấy, thời gian q trình trích ly kéo dài, hiệu suât sẽ tăng. Lúc đó,

358 SỐ 20-Tháng 8/2022

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Hình 5: Hàm lượng anthocyanin thay đổi theo từng thời gian chiết xuất khác nhau

(Các giá trị có ký tự giống nhau thì khơng có sự khác biệt theo thống kê với mức ý nghĩa a = 0,05)

anthocyanin là khác nhau: Đục, khó lọc (10% ethanol); Hơi đục (30% ethanol); và Trong suốt (50% ethanol). Điều này cho thể là do lượng tinh bột trong khối lượng các hợp chất thiên nhiên trong nguyên

liệu khuếch tán vào dung môi càng nhiều. Tuy nhiên, khi kéo dài q trình trích ly q lâu, hiệu suất tăng khơng đáng kể. Do đó điều kiện trích ly kéo dài 50 phút được chọn để khảo sát các thông số tiếp theo.

Kết quả nghiên cứu có thời gian trích ly dài hơn so với kết quả nghiên cứu của tác giả Tạ Thị Tố Uyên (2018). Tac giả Tạ Thị Tố Uyên (2018) nghiên cứu cho kết quả thời gian trích ly với dạng mẫu paste là 193 giây và dạng mẫu bột là 8 phút. Điều này có thể lý giải được là do điều kiện xử lý mẫu khác nhau dẫn đến thời gian trích ly khác nhau. Mầu khoai lang tím dùng để nghiên cứu của tác giả Tạ Thị Tố Uyên đã được xử lý làm chín và biến đổi hình thái cơ bản, cịn mẫu khoai lang tím được sử dụng trong đề tài chưa được làm chín.

3.6. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ ethanol lên q trình trích ly anthocyanin

Etanol là dung mơi hiệu quả nhất để trích ly anthocyanin từ các nguyên liệu khác nhau. Việc tàng nồng độ etanol ban đầu làm tăng năng suất trích ly lên đến 80%, sau đó là giảm, điều này có thể được giải thích bằng nguyên lý tương hợp (Wang et al, 2022).

Kết quả tại Bảng 2 cho thây: Ở các nồng độ ethanol khác nhau, trạng thái của dịch chiết

khoai lang tím khơ bị hịa tan trong q trình trích ly, gây ảnh hưởng đến q trình lọc bỏ bã. Ở nồng độ ethanol 50%, hàm lượng anthocyanin (197,87 mg/L) có tăng hơn so với mẫu ở nồng độ ethanol 10% nhưng vẫn kém hơn nồng độ ethanol 30% (202,17 mg/L) (P>0,05). Điều này có thể làdo ở nồng độ ethanol cao đã hạn chế độ tan của tinh bột trong nguyên liệu, nên dịch lọc thu được trong, tuy nhiên ethanol 50% khó hịa tan anthocyanin hơn ethanol 30%. Vì anthocyanin là nhóm chát hữu cơ mang điện tích, nên nó hịa tan tốt trong các dung môi phân cực mạnh. Do vậy, nồng độ dung mơi ethanol 30% được chọn để trích ly anthocyanin trong khoai lang tím.

Nghiên cứu trích ly anthocyanin từ vỏ khoai lang tím của Phạm Thị Mai Quế và Nguyễn Minh Thủy (2016) cho thấy rõ nồng độ ethanol ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin khi

Bảng 2. cảm quan dịch chiết anthocyanin

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG

Hình 6: Hình ảnh dung dịch chiết anthocyanin ở các nồng độ ethanol 10%, 30% và 50%

Hình 7: Biểu đồ hàm lượng anthocyanin

trong dịch trích ly ở các nồng độ ethanol khác nhau

(Các giá trị có ký tự giống nhau thì khơng có sự khác biệt theo thống kê với mức ý nghĩa a = 0,05).

dung mơi hịa tan. (Phạm Thị Mai Quế và Nguyễn Minh Thủy, 2016).

Qua các kết quả của 5 thí nghiệm ở nghiên cứu này, đã xác định được các thơng số của q trình trích ly để thu nhận anthocyanin từ khoai lang tím bao gồm: Kích thước của nguyên liệu khoai lang tím là 3-5 mm; Tỷ lệ khoai lang tím: dung mơi là 1/8; Nhiệt độ trích ly là 70°C; Thời gian trích ly là 50 phút; và Nồng độ ethanol sử dụng là 30%.

Khi so sánh với quy trình trích ly của nghiên cứu có sự khác biệt với kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Huỳnh Thị nguồn nguyên liệu, còn nghiên cứu này thì sử dụng khoai lang sơng.

Bên cạnh đó, tác giả Cù Thị Ngọc Thúy (2014) cịn đưa ra điều kiện trích ly khác cho hàm lượng anthocyanin cao là nhiệt độ 80°C, thời gian 180 giây và tỷ lệ ethanol trong hệ dung môi là 75% (v/v). Kết quả cũng thể hiện rõ nồng độ ethanol ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin khi trích ly.

Kết quả thu nhận được tương đối khác so với nghiên cứu của Li et al. (2013), nhóm tác giả cho thây khi trích ly trích ly. Khi tăng nồng độ ethanol trong dung mơi

từ 60 - 70% thì anthocyanin tăng. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nồng độ ethanol đến 80% thì anthocyanin có khuynh hướng giảm. Độ tan của chất tan tăng khi hòa tan trong dung môi kết hợp. Sự thay đổi nồng độ ethanol sẽ làm thay đổi các tính chát của dung môi như độ nhớt và hằng sô' điện môi. Anthocyanin ở pH thấp tồn tại dạng cationtan tốt trong các dung môi phân cực, khi nồng độ ethanol quá cao sẽ làm giảm khả năng hòa tan của anthocyanin. Tăng nồng độ ethanol từ 67 - 95% làm giảm hệ sô' khuếch tán của anthocyanin vào

anthocyanin từ khoai lang với nhiệt độ 60°C, thời gian 60 phút và nồng độ ethanol 80%, hàm lượng anthocyanin thu được sẽ vào khoảng

11,636 mg/g (0,116%).

4. Kết luận

Đã xác định được các thông sô' của q trình trích ly để thu nhận anthocyanin từ khoai lang tím trồng tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long ở quy mơ phịng thí nghiệm (50g/mẻ), bao gồm: Kích thước của nguyên liệu khoai lang tím là 3-5 mm; Tỷ lệ khoai lang tím: dung mơi là 1/8; Nhiệt độ trích ly là 70°C; Thời gian trích ly là 50 phút; và Nồng độ ethanol sử dụng là 30% ■

3Ó0 SỐ 20 - Tháng 8/2022

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Cacace, J.E. and Mazza, G., 2002. Mass transfer process during extraction of phenolic compounds from milled berries. Journal of Food Engineering, 59,379-389.

2. Chandrasekhar J. and Raghavarao K. s. M. s. (2015). Separation and Concentration of Anthocyanins from Jamun: An Integrated Process. Chemical Engineering Communications, 202,1368-1379.

3. Cù Thị Ngọc Thúy (2014). Tối ưu hóa điều kiện chiết tách và khảo sát khả năng kháng oxy hóa của chất màu anthocyanin từ củ khoai lang tím. Luận văn thạc sĩ, Đại học Đà Nang.

4. Furtado, p. (1993). Photochemical and thermal degradation of anthocyanidins. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, 75(2), 113-118.

5. Giusti, M. M., & Wrolstad, R. E. (2000). Characterization and measurement with UVvisible spectroscopy. Unit F2.2, Ch. 2. Current Protocols in Food Analytical Chemistry, s. King, M. Gates & L. Scalettar (Ed.). New York.6. Huỳnh Thị Kim Cúc, Tạ Thị Tố Quyên, Cù Thị Ngọc Thúy, Đào Hùng Cường (2014). Chiết tách chất màu anthocyanins từ khoai lang tím. Tạp chí khoa học và cơng nghệ - Trường Đại học Đà Nang, 11(84), Quyển 1.

7. Li, J., Zhang, L. and Liu, Y. (2013). Optimization of extraction of natural pigment from purple sweet potato by Response Surface Methodology and its Stability. Journal of Chemistry. Volume 2013.

8. Ove T. A., Kamal M. M., Nasim s. M. N. I., Momin M. M. I., Mondal s.c. (2019). Extraction and Quantification of Anthocyanin from Banana Bracts Using Different pH and Solvent Concentration. International Journal of Food and Nutrition Sciences, 4(2), 060-064).

9. Pham, T.N., Tran, B.P., Tran, T.H., Nguyen. D.C., Nguyen, T.N.P., Nguyen, T.Q., Vo, D.V.N., Le, N.T.H., Le, X.T., Nguyen, T.D., Bach, L.G. (2019). Response surface modeling and optimizing conditions for anthocyanins extraction from purple sweet potato (Jpomoea batatas (L.) Lam) grown in Lam Dong province, Vietnam. The 3rd International Conference on New Material and Chemical Industry. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering.

10. Phạm Thị Mai Quế và Nguyễn Minh Thủy (2016). Biện pháp tiền xử lý và tối ưu hóa q trình trích ly anthocyanin từ vỏ khoai lang tím. Tạp chí Khoa học Trường Đại học cần Thơ. SỐ chuyên đề: Nông nghiệp (Tập 1), 43-50.

11. Stanciu, G., Lupsor, s., Sava, c. and Zagan, s. (2010). Spectrophotometric study on stability of anthocyanins extracts from black grapes skins. Ovidius University Annals of Chemistry, 21(1), 101-104.

12. Tạ Thị Tố Uyên (2018). Nghiên cứu thu nhận và ứng dụng anthocyanin của khoai lang tím trong chế biến thực phẩm. Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Đà Nang.

13. Tan, M. c., Tan, c. p., & Ho, c. w. (2013). Effects of extraction solvent system, time and temperature on total phenolic content of henna (Lawsonia inermis) stems. International Food Research Journal, 20(6), 3117-3123.14. Truong, V. D., Hu, z., Thompson, R. L., Yencho, G. c., Pecota, K. V. (2012). Pressurized liquid extraction and quantification of anthocyanin in purple- fleshed sweet potato genotypes. Journal of Food Composition and Analysis, 26( 1), 96-103.

15. Wang, F., Zhang, s., Deng, G„ Xu, K., Xu, H., Liu, J. (2022). Extracting Total Anthocyanin from Purple Sweet Potato Using an Effective Ultrasound-Assisted Compound Enzymatic Extraction Technology. Molecules, 27,4344,1-15.

Ngày nhận bài: 10/7/2022

Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 30/7/2022Ngày chấp nhận đăng bài: 10/8/2022

Số20-Tháng 8/2022 361

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

TẠP CHÍ CƠNG THƯƠNG

Thơng tin tác giả:

1. KS. NGUYỄN LÊ TAN THIỆN'2. ThS. HOÀNG THỊ THU HANG23. ThS. TRẦN MINH PHÚC3

4. ThS. LƯƠNG THỊ PHƯƠNG LIÊN45. TS. BÙI THÊ VINH5*

1 Sở Khoa học và Công nghệ Vĩnh Long2 Trường THPT Nguyễn Thông, Vĩnh Long ’Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Vĩnh Long 4Trương Cao đẳng Cơ điện và Nông nghiệp Nam Bộ -’Trương Đại học cửu Long

* Người chịu trách nhiệm bài viết: TS. Bùi Thế Vinh

A STUDY ON THE FACTORS AFFECTING

THE ANTHOCYANIN EXTRACTION FROM PURPLE SWEET POTATO (IPOMOEA BATATAS (L.) LAM) GROWN

IN VINH LONG PROVINCE, VIETNAM

• Eng. NGUYENLE TAN THIEN'

• Master. HOANG THI THUHANG2

• Master. TRAN MINHPHUC3

• Master. LUONG THIPHUONG LIEN4

• Ph D BUI THE VINH5

'Department of Science and Technology of Vinh Long Province 2Nguyen Thong High School

3Vinh Long University of Technology and Education 4Southern Electrical Engineering And Agriculture College

5Mekong University

Anthocyanins are increasingly being used as a safe and natural colorant. This study is to determine the parameters of anthocyanin extraction from purple sweet potato grown in Vinh Long province, Vietnam. The results show that the size of purple sweet potato, the ratio of purple sweet potato/solvent, the extraction temperature, the extraction time, and the used ethanol concentration are 3-5 mm, 1/8, 70°C, 50 minutes, and 30%, respectively.

Keywords: purple sweetpotato, anthocyanin, extraction.

362 So 20 - Tháng 8/2022

</div>