Khảo sát công nghệ và độ bền sản phẩm chất màu tự nhiên từ đài hoa bụp giấm

CÔNG TRÌNH DỰ THI

GIẢI THƯỞNG EƯRÉKA

NĂM 2009

Tên công trình: KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ & ĐỘ BỀN SẢN PHẨM CHẤT
MÀU Tự NHIÊN TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM

Thuộc nhóm ngành: Khoa học tự nhiên 2 (TN2)


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CÔNG TRÌNH Dự THI

GIẢI THƯỞNG EURÊKA
NĂM 2009

Tên công trình: KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ & ĐỘ BỀN SẢN PHẨM CHẤT MÀU Tự
NHIÊN TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM

Thuộc nhóm ngành khoa học: Khoa học tự nhiên 2
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Tấn Lộc
Lớp: HC04CHC
Khoa: Kỹ thuật ho á học
Ngành học: Hoá hữu cơ
Người hướng dẫn: TS. Lê Thị Hồng Nhan

Nam, nữ: Nam Dân tộc: Kinh

Năm thứ: 5/ 5


NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐÒNG KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG
•••

Nhận xét:

Điểm số:
xép loại:

Chủ tịch Hội đồng khoa học


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày ........ tháng ....... năm 2009

Kính pửi: Ban Chỉ đạo xét giải thưởng “EURÊKA”
Bộ Giáo dục và Đào tạo

Tên tôi là: Nguyễn Tấn Lộc

Sinh ngày 25 tháng 11 năm 1986

Sinh viên năm thứ: 5 / Tổng số năm đào tạo: 5 Lớp: HC04CHC
Khoa: Kỹ Thuật Hoá Học

Ngành học: Hoá hữu cơ
Đậ chỉ nhà riêng: 469/52 Nguyễn Kiệm P.9, Q.Phú Nhuận, TP.HCM
Số điện thoại: 01696019993
Địa chỉ email:
Tôi làm đon này kính đề nghi Ban Chỉ đạo cho tôi được gửi công trinh nghiên cứu khoa
học để tham dự Giải thưởng “EURẾKA”.
Tên đề tài: KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ & ĐỘ BỀN SẢN PHẨM CHẤT MÀU Tự NHIÊN
TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM

Tôi xin cam đoan đây là công trình do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Lê Thi
Hồng Nhan và không phải là luận văn tốt nghiệp.

Neu sai, tôi xin chịu trách nhiệm trước Nhà trường và Bộ Giáo dục & Đào tạo.
Xác nhận của Trường

Ngưòilàm đơn


Kính gửi:

Ban Chỉ đạo xét giải thưởng “EURÉKA”

Bô Giáo duc và Đào tao
•••

- Dán 1 ảnh 4 X
6 cm (ảnh cá
nhân hoặc chân
dung).
- Kèm 1 ảnh

10 X 15 cm

Họ và tên: Nguyễn Tấn Lộc Ngày sinh: 25 / 11 / 1986
Sinh viên năm thứ: 5 /Tổng số năm đào tạo: 5
Lớp: HC04CHC
Khoa: Kỹ Thuât Hoá Học
Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
Ngành học: Hoá hữu cơ
Địa chỉ 469/52 Nguyễn Kiệm P.9, Q.Phú Nhuận, TP.HCM
Số điện thoại: 01696019993
Địa chỉ email:

Thành tích:
Điểm trung bình chung học tập:
xép bại: Khá

Suy nghĩ về NCKH của sinh viên trong thòi gian học tập tại trường:
Nghiên cứu khoa học là một trong những hoạt động quan trọng khi học tập ở bậc đại học.
Nghiên cứu sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn những vấn đề, kiến thức đã được các thầy cô truyền đạt.
Việc nghiên cứu trong thời gian học tập tại trường dưới sự hướng dẫn của các thầy cô cũng giúp
sinh viên có khả năng, phương pháp và kinh nghiêm để có thể tự nành sau này nghiên cứu các
vấn đề khoa học khác.


1
TÓM TẮT

Trong công trình này, tiến hành khảo sát quá trình trích ly dịch anthocyanin từ đài hoa bụp
giấm (Hibiscus Sabdariffa L.) bằng dung môi nước để thu được dịch màu anthocyanin có thể ứng
dụng làm chất màu tự nhiên trong công nghiệp thực phẩm. Các thông số của quá trình (tỉ lệ trích

ly, thời gian, nhiệt độ) lần lượt được thay đổi để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly
dịch anthocyanin. Tiến hành cô dịch trích ly thu được tại điều kiện tối ưu thu được cao rắn để làm
nguyên liệu cho các thí nghiệm đánh giá độ bền theo thời gian của anthocyanin ở các dạng và điều
kiện tồn trữ khác nhau.
Các kết quả đạt được từ thực nghiệm:
1. Điều kiện tối ưu để trích ly dịch anthocyanin từ đài hoa bụp giấm với dung môi nước
là tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu đài hoa là 8/1, tại nhiệt độ 80°c trong thời gian 30 phút.
2. Anthocyanin trong cao rắn có độ bền khá tốt. Sau 28 ngày tồn trữ, độ phân huỷ
anthocyanin là 5.68% ở điều kiện không có ánh sáng và 6.44% ở điều kiện có ánh sáng.
3. Anthocyanin trong dung dịch bị phân huỷ theo thời gian, mức độ phân huỷ tuỳ thuộc
vào điều kiện pH của dung dịch và nhiệt độ tồn ưữ, ánh sáng có ảnh hưởng không đáng
kể đến độ bền của anthocyanin. Dung dịch pH 2 có thể tồn trữ sau 28 ngày ở 10°c và
30°c, 18 ngày ở 40°c. Dung dịch pH 4 ở 10°c, 30°c, 40°c có thể tồn trữ ưong khoảng
thời gian lần lượt là 28 ngày, 7 ngày, 3 ngày còn dung dịch pH 6 là 9 ngày, 4 ngày, 1
ngày.
Các kết quả công trình của này sẽ bổ sung với những nghiên cứu còn lại để cho
một đề tài hoàn chỉnh về đối tượng bột màu anthocyanin từ đài hoa bụp giấm.


2
1. Đặt vấn đề
Chất lượng của các sản phẩm thực phẩm không những chỉ bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn
bao hàm cả giá trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm là một chỉ số quan trọng của
giá trị cảm quan. Hiện nay trên thế giới, các chất màu có nguồn gốc tự nhiên ngày càng được sử
dụng rộng rãi để thay thế các chất màu tổng hợp. Việc sử dụng chất màu tự nhiên trong thực phẩm
đem lại nhiều ưu điểm hơn việc sử dụng các chất màu tổng hợp. Ngoài việc tạo màu sắc, các chất
màu tự nhiên còn an toàn và có giá trị dinh dưỡng cao vì có chứa các thành phần có hoạt tính sinh
học như vitamin, acid hữu cơ, glucoside, các nguyên tố vi lượng...
Chất màu anthocyanin là một trong các chất màu được nghiên cứu sản xuất để có thể ứng dụng
trong các ngành cồng nghiệp khác nhau, đặc biệt là ngành công nghiệp thực phẩm. Một nguồn sản

xuất chất màu anthocyanin đang được ứng dụng rộng rãi là từ cây bụp giấm (tên khoa học là
Hỉbỉscus Sabdariffa L.). Tại Việt Nam, bụp giấm được trồng khá phổ biến ở các tỉnh miền Trung
và miền Đông nam bộ. Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu này chưa được sử dụng hiệu quả.
Hiện nay đã có các công trình nghiên cứu về chất màu anthocyanin từ đài hoa bụp giấm nhưng
các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc thu được lượng chất màu cao mà chưa chú ý đến ứng
dụng trong các sản phẩm thực phẩm. Vì vậy, việc nghiên cứu chiết tách chất màu từ đài hoa bụp
giấm bằng các dung môi xanh là cần thiết để có thể sử dụng nguồn chất màu tự nhiên tại Việt Nam
ưong lĩnh vực công nghiệp thực phẩm.
2. Giải quyết vấn đề
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu là để sản xuất chất màu tự nhiên có thể ứng dụng ưong sản xuất thực
phẩm nhằm thay thế các chất màu tổng hợp đang được sử dụng.

2.2. Nội dung nghiên cứu
Trong phạm vi công trình này, tác giả tập trung vào các nội dung:
- Tối ưu hoá quá trình trích ly dịch anthocyanin từ đài hoa bụp giấm bằng dung môi nước.
- Khảo sát độ bền của cao rắn anthocyanin ở dạng rắn và trong dung dịch trong các điều kiện
tồn trữ khác nhau.


3
Phương pháp nghiền cứu

2.3.
2.3.1.

Xác định độ ẩm

Độ ẩm của nguyên liệu có thể được xác định bằng máy đo độ ẩm hay phương pháp cân khối
lượng.

2.3.1.1.

Sử dụng máy đo độ ẩm

Máy đo độ ẩm được sử dụng là máy OHAUS-MB45. Các thông số cài đặt cho máy:
- Nhiệt độ: 105°c
Thời gian: 0.0 min (Ở chế độ mặc định, máy sẽ cho kết quả khi khối lượng mẫu không đổi)
2.3.1.2.

Phương pháp cân khối lượng

Cân chính xác khoảng ma{g) nguyên liệu cho vào đĩa petri (đã xác định khối lượng m) rồi đem
đặt vào tủ sấy trong 1 giờ. Tủ sấy được sử dụng là tủ sấy Heraeus. Nhiệt độ cài đặt là 105°c. Sau

1 giờ, lấy mẫu ra đặt vào bình hút ẩm, để nguội 30 phút. Xác định khối lượng tổng của mẫu và đĩa
pétri M.
Độ ẩm của cao rắn được tính theo công thức:
»= (” + »■■>-« „100S
m

(!)

a

Các thí nghiệm được thực hiện nhiều lần. Độ ẩm trung bình được xác định bằng cách lấy trung
bình kết quả của các lần thí nghiệm.

ũ=

Ị“.

n

với ũ: độ ẩm trung bình (%)
Uị.

độ ẩm các lần thí nghiệm ( % ) n:

số lần thí nghiệm

2.3.2.

Khảo sát điều kỉện trích ly dịch anthocyanin

2.3.2.1. Cách pha dung dịch đệm

(2)


4
a. Dung dịch đệm pH 1.0
Cân 0.93g KC1 cho vào becher và thêm nước cất đén khoảng 490ml. Đo pH và chỉnh pH dung
dịch đến giá trị 1.0 (± 0.05) bằng HC1 (khoảng 3.15ml). Chuyển hỗn hợp vào bình định mức 500ml
và định mức bằng nước cất [1].
b. Dung dịch đệm pH 4.5
Cân 27.215g CH3C02Na.3H20 cho vào becher và thêm nước cất đến khoảng 480ml. Đo pH và
chỉnh pH dung dịch đến giá trị 4.5 (± 0.05) bằng HC1 (khoảng lOml). Chuyển hỗn hợp vào bình
định mức 500ml và định mức bằng nước cất [1].

23.2.2.

Xác định hàm lượng anthocyanin

Hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly được xác định bằng phương pháp pH vi sai. Hiệu
độ hấp thu của mẫu ở giá trị pH 1.0 và pH 4.5 tại bước sóng 520nm tỉ lệ với hàm lượng chất màu.
Hàm lượng anthocyanin được tính quy theo cyanidin-3- glucoside. Cyanidin-3-glucoside được
chọn vì đây là dạng phổ biến của anthocyanin trong tự nhiên. Các nghiên cứu đã chứng minh rằng
việc xác định hàm lượng anthocyanins bằng phương pháp pH vi sai và phương pháp HPLC cho
kết quả tương tự nhau [2,3].
Trước khi tiến hành thí nghiệm, xác định độ pha loãng mẫu thích hợp bằng dung dịch đệm pH
1.0 để độ hấp thu tại bước sóng 520nm 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 đến 1.4). Pha loãng mẫu
theo độ pha loãng vừa xác định được bằng dung dịch đệmpH 1.0 và dung dịch đệmpH 4.5 [1,4].

Hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly quy theo cyanidin-3-glucoside được xác định theo
công thức [1,4]:
a-dd (mg/l) =

với,

Ay.MWy.DFy. 103
syl

add: hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly (mg/1)
-A = (A52tìnm — A700nm)pH 1.0 — (As20nm - A700nm)pH 4.5

MW = 449.2 g/mol: khối lượng phân tử của cyanidin-3-glucosdie

(3)

5
DF: độ pha loãng l: bề dày cuvet (cm)
£ = 26900: Hệ số hấp thu phân tử (l.mol^cm1)
Hàm lượng anthocyanin tính theo khối lượng nguyên liệu được xác định theo công thức:

,

a

,

a

AA

xio 3

(4)

m (mg/g) = ------ 1n_2
mx(100-w )xl0
với, V: thể tích dịch chiết (ml)

m: khối lượng nguyên liệu (g)
w: độ ẩm nguyên liệu (%)
Hàm lượng anthocyanin trung bình được tính theo công thức:

(5)
với,

ã: độ ấm trung bình (%)
a,: độ ẩm các lần thí nghiệm (%)
n: số lần thí nghiệm


6
2.2.23. Cách tiến hành
a. Khảo sát điều kiện trích ly địch anthocyanin

Sơ đồ 2.1. Quy trình khảo sát điều kiện trích ly dịch anthocyanin

Lấy lOg đài hoa bụp giấm xay nhỏ và nước cất cho vào bình cầu, gia nhiệt cách thuỷ bằng bếp
khuấy từ. Hệ thống trích ly được lắp đặt như Hĩnh 2.1. Dịch trích ly thu được sau khi lọc hút chân
không được định mức đến 250ml (M). Lấy 0.5ml M định


7
mức đến 10ml bằng dung dịch đệm pH 1.0 (Mi) và lấy 0.5ml M định mức đến 10ml bằng dung
dịch pH 4.5 (M2). Xác định độ hấp thu của Mi và M2 tại bước sóng X = 520nm và X = 700nm
bằng máy UV-VIS Spectrophotometer Jenway 6505. Hàm lượng anthocyanỉn được xác định như
phần 2.3.2.2.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly được thay đổi để khảo sát:
- TI lệ thể tích dung môi/khối lượng nguyên liệu (x)
- Thời gian trích ly (í)
- Nhiệt độ trích ly (T)
Các yếu tố lần lượt được thay đổi để khảo sát. Điều kiện thích hợp được chọn để sử dụng cho
việc khảo sát các yếu tố tiếp theo.

Hình 2.1. Hệ thống trích ly anthocyanỉn

8
b. Hiệu quả quá trình trích ly dịch anthocyanin
Tại điều kiện trích ly tối ưu đã xác định (tỉ lệ thể tích dung môi/nguyên liệu, thời gian trích ly,
nhiệt độ ưích ly), tiến hành trích ly anthocyanin từ đài hoa bụp giấm nhiều lần để xác định hiệu
quả ưích ly. Trong thí nghiệm, giả định như sau khi trích ly 3 lần, hàm lượng anthocyanin còn lại
không đáng kể.
Hiệu quả quá trình trích ly dịch anthocyanin được tính theo công thức:
Hiệu quả trích ly (%) =

— X100%

( 6)

i=l
với, ãị: hàm lượng anthocyanin trong từng lần ưích

2.2.3.
2.2.3.1.

Khảo sát độ bền của cao anthocyanin
Hiệu suất thu cao rắn

Tiến hành trích ly đài hoa bụp giấm tại điều kiện trích ly xác định được trong phần trên. Dịch
anthocyanin thu được được đem đi cô quay để thu cao rắn. Thực hiện hai lần, cao rắn được trộn
đều để tạo hỗn hợp đồng nhất.
Hiệu suất thu cao rắn được tính theo công thức:
mX

( 100—u )

H - g -------------- — xl00%
v

m

nl

(7)
x(100-w nỉ )

với mnl: khối lượng nguyên liệu (g) unl: độ ẩm nguyên liệu
(%) mcr: khối lượng nguyên liệu (g) ucr: độ ẩm nguyên
liệu (%)

2.2.3.2.

Quy trình khảo sát độ bền của cao anthocyanin

Sau khi ưích ly anthocyanin từ đài hoa bụp giấm, tiến hành cô quay dịch trích ly thu được sau
lọc thu được cao rắn. Độ bền của anthocyanin được khảo sát các dạng khác nhau (cao khô, trong
dung dịch) và ưong các điều kiện tồn trữ khác nhau (nhiệt độ, pH, ánh sáng).


9

Sơ đồ 2.2. Sơ đồ tiến hành khảo sát độ bền của cao anthocyanin

2.2.3.3.

Khảo sát độ bền của anthocyanin ở dạng khô

Cân chính xác 0.5000g cao rắn cho vào chai, đậy kín tránh ẩm và bảo quản ở nhiệt độ phòng.
Một nửa số chai được bọc giấy bạc để tránh tiếp xúc với ánh sáng. Định kỳ lấy mẫu, tiến hành đo
độ hấp thu theo phương pháp pH vi sai và xác định hàm lượng anthocyanin trong cao rắn theo công
thức (4).

2.2.3.4.

Khảo sát độ bền của anthocyanin trong dung dịch

Cân chính xác lOg cao rắn pha thành 50ml bằng nước cất (M). Hút 2ml M pha loãng thành
lOOml bằng các dung dịch đệm pH 2, pH 4, pH 6 chứa trong các chai. Các chai được bảo quản
trong điều kiện có ánh sáng và không có ánh sáng ở các nhiệt độ 10°c (ưong tủ lanh), 30°c (nhiệt
độ thường), 40°c (trong bể điều nhiệt). Định kỳ lấy mẫu, tiến hành đo độ hấp thu theo phương pháp
pH vi sai và xác định hàm lượng anthocyanin trong dung dịch theo công thức (3).


10
2.4. Kết quả
2.4.1.

Xác định độ ẩm của nguyên liệu

Độ ẩm của nguyên liệu được xác định bằng máy đo độ ẩm (phần 2.3.1.1). Độ ẩm trung bình
của nguyên liệu (đài hoa bụp giấm) là 11.47%, đạt tiêu chuẩn của nguyên liệu(<12%). Do vậy,
nguyên liệu có thể sử dụng được.

2.4.2.

Khảo sát điều kiện trích ly dịch anthocyanỉn

Các thí nghiệm để khảo sát điều kiện trích ly anthocyanin từ đài hoa bụp giấm được tiến hành
theo Sơ đồ 2.1.
2.4.2.1.

Anh hưởng của tỉ lệ trích ly

X

(ml/g)

Đồ thị 2.1. Hàm lượng anthocyanin trong dịch ưích theo sự thay đổi tỉ lệ trích ly

Qua các khảo sát thực nghiệm, kết quả cho thấy: khi tăng thể tích dung môi từ 70ml lên 80ml
thì hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly tăng lên nhiều, tăng 24.81%, nếu tiếp tục tăng thể
tích dung môi (trên 80ml) thì hàm lượng anthocyanin trong dung dịch giảm. Khi thể tích dung môi
là lOOml thì hàm lượng anthocyanin giảm đi 14.52% so với hàm lượng anthocyanin cao nhất đạt
được. Theo lý thuyết, thể tích dung môi tăng thì quá trình khuếch tán chất tan càng dễ, làm tăng
khả năng trích ly anthocyanin nên hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly tăng. Tuy nhiên, khi


11
tăng lượng dung môi quá lớn, một số hợp chất khác trong nguyên liệu cũng khuếch tan ra nên làm
cho hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly giảm.
Qua khảo sát với tỉ lệ ưích ly khác nhau, với tỉ lệ ưích ly 8/1 thì thì dịch trích ly thu được có
hàm lượng anthocyanin cao nhất. Do đó, chọn trích ly với tỉ lệ 8/1 để làm điều kiện khảo sát các
thông số tiếp theo.
2.4.2.2. Ảnh hưởng của thời gian trích ly

t (phút)
Đồ thị 2.2. Hàm lượng anthocyanin ưong dịch trích theo thời gian trích ly

Qua các khảo sát thực nghiệm, kết quả cho thấy: nhìn chung, thời gian quá dài hay quá ngắn
thì hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly đều không cao. Với thời gian trích ly 60 phút thì dịch
trích ly có hàm lượng cao nhất. Tuy nhiên, so với hàm lượng anthocyanin thu được khi trích ly 30
phút, hàm lượng anthocyanin khi trích ly ở 60 phút cao hơn là không đáng kể. Khi thời gian trích
ly tăng từ 15 phút lên 30 phút thì hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly tăng rõ rệt, tăng 14.30%
(so với thời gian 15 phút). Trích ly trong khoảng 30 phút đến 60 phút thì hàm lượng anthocyanin
tăng nhưng độ tăng không nhiều. Nếu tiếp tục tăng thời gian trích ly thì hàm lượng anthocyanin
trong dịch trích ly bắt đầu giảm nhanh, khi thời gian trích ly là 90 phút thì hàm lượng anthocyanin
chỉ còn tương đương với thời gian trích ly là 15 phút. Nguyên


12
nhân là do anthocyanin là hợp chất kém bền với nhiệt độ, khi ở trong điều kiện nhiệt độ cao với
thời gian dài thì có thể bị phân huỷ.
Từ đó, có thể thấy thời gian từ 30 phút đến 60 phút là thích hợp cho quá trình trích ly. Tuy
nhiên, với thời gian trích ly kéo dài gấp đôi nhưng hiệu quả ưích ly lại tăng không đáng kể. Trong
khi đó, năng lượng tiêu tốn để duy trì quá trình trích ly ở 80°c là một yếu tố cần cân nhắc. Do vậy,
để tiết kiệm năng lượng cũng như rút ngắn quá trình, thời gian trích ly là 30 phút được chọn để tiếp
tục khảo sát cho thông số tiếp theo.
2.4.2.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly

T (°C)
Đồ thị 2.3. Hàm lượng anthocyanin trong dịch trích theo nhiệt độ trích ly

Qua các khảo sát thực nghiệm, kết quả cho thấy: khi tăng nhiệt độ là hiệu quả trích ly tăng, tức
hàm lượng anthocyanin trong dịch trích ly tăng. Khi trích ly ở 80°c, hàm lượng anthocyanin trong
dung dịch tăng 14.30% so với khi trích ly ở 30°c. Nguyên nhân là do ở nhiệt độ cao, quá trình

truyền khối xảy ra thuận lợi hơn. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ lên quá cao (trên 80°C), hàm lượng
anthocyanin trong dịch trích ly giảm nhanh vĩ anthocyanin bị phân huỷ bởi nhiệt.
Từ đó, có thể nhận thấy nhiệt độ tối ưu cho quá trích ly là 80°c.


13
2.4.2.4.

Hiệu quả trích ly

$
•«

1
*0
ã
5S-

s!

Lần 1

Lần 2

Lần 3

Đồ thị 2.4. So sánh hiệu quả trích ly dịch anthocyanin trong các làn trích

Sau khi trích ly 3 lần, hiệu quả trích ly thu được trong thí nghiệm cho lần trích đầu tiên là
83.11% (tính trên nồng độ anthocyanin tổng cộng cả 3 lần trích). Các lần trích tiếp theo hiệu quả

thu được giảm xuống rõ rệt: 14.27% cho lần ưích thứ hai và 2.61% cho lần trích thứ ba. Do đó, khi
ứng dụng vào sản xuất, ta chỉ cần trích ly 1 lần vì tổng hàm lượng anthocyanin ở 2 lần trích sau
không đáng kể.

2.4.3.
2.4.3.I.

Khảo sát độ bền của anthocyanin
Xác định độ ẩm cửa cao rắn

Độ ẩm của cao rắn được xác định theo phương pháp cân khối lượng (phần 2.3.1.2). Độ ẩm
trung bình của cao rắn là 11.27%. Độ ẩm này là độ ẩm của cao khi chuẩn bị sử dụng cho các nghiên
cứu độ bền sản phẩm về sau.
Hiệu suất thu hồi cao rắn là 38.28%.


14
2.4.3.2. Khảo sát độ bền của anthocyanin ở dạng khô

Qua khảo sát thực nghiệm, kết quả cho thấy: sau 28 ngày, hàm lượng anthocyanin trong cao
rắn giảm dần nhưng độ giảm không lớn, từ 31.36 mg/g ở ngày đầu còn 29.34 mg/g ở ngày cuối
trong điều kiện tồn trữ có ánh sáng (giảm 6.44%) và từ 31.35mg/g ở ngày đầu còn 29.57mg/g ở
ngày cuối trong điều kiện tồn trữ không có ánh sáng (giảm 5.68%). Có thể nhận thấy rằng, khi tồn
ưữ ở điều kiện có ánh sáng, hàm lượng anthocyanin giảm nhiều hơn so với khi tồn trữ ở điều kiện
không có ánh sáng, tuy nhiên mức độ giảm chênh lệch không nhiều (6.44% so với 5.68%).
Như vậy, anthocyanin trong cao rắn có độ bền khá tốt. Trong thời gian khảo sát là 28 ngày,
hàm lượng anthocyanin giảm chỉ vài phần trăm nên dự đoán ưong khoảng 2- 3 tháng, hàm lượng
anthocyanin trong cao rắn còn ở mức khá cao. Một điều cần quan tâm khi tồn trữ là điều kiện cách
ẩm phải tốt. Ảnh sáng tuy có ảnh hưởng không nhiều nhưng tồn ưữ trong điều kiện không có ánh
sáng vẫn tốt hơn để giảm thiểu sự phân huỷ anthocyanin.

2.4.3.3. Khảo sát độ bền cửa anthocyanin trong dung dịch a.
Khảo sát độ bền của anthocyanin theo pH


15

Đồ thị 2.6. Hàm lượng anthocyanin còn lại trong các dung dịch sau 7 ngày tồn trữ
(theo pH)

Qua khảo sát thực nghiệm, kết quả cho thấy pH của dung dịch có ảnh hưởng nhiều đến độ bền
của anthocyanin. Đồ thị 2.6 cho thấy sau 7 ngày tồn trữ, ở tất cả các nhiệt độ thí nghiệm, hàm lượng
anthocyanin trong dung dịch pH 2 giảm ít nhất, độ giảm nhiều nhất ở 40°c không quá 25%, và
hàm lượng anthocyanin trong dung dịch pH 6 giảm nhiều nhất, đặc biệt ở 40°c anthocyanin trong
dung dịch pH 6 bị phân huỷ gần như hoàn toàn. Như vậy có thể thấy, pH của dung dịch càng cao
thì độ bền của anthocyanin càng giảm.
Đối với dung dịch pH 2, khi tồn trữ ở 10°c và 30°c sau 28 ngày, hàm lượng anthocyanin trong
dung dịch còn trên 50% nên có thể sử dụng được. Ở 40°c, dung dịch chỉ có thể tồn trữ trong khoảng
18 ngày.
Đối với dung dịch pH 4, ở 30°c và 40°c, hàm lượng anthocyanin giảm nhanh, dung dịch chỉ có
thể tồn trữ trong khoảng 7 ngày (ở 30°C) và 3 ngày (ở 40°C). Ở 10°c, kết quả thí nghiệm cho thấy
dung dịch vẫn có thể sử dụng được sau 28 ngày.
Đối với dung dịch pH 6, hàm lượng anthocyanin giảm rất nhanh ở tất cả các nhiệt độ. Các dung
dịch chỉ có thể được tồn trữ trong 1 ngày (ở 40°C), 4 ngày (ở 30°C) và 9 ngày (ở 10°C).


16

■— lOoC - có ánh sáng
---- 30oC - có ánh sáng
X— 40oC - có ánh sáng

♦— lOoC - không ánh sáng
— 3 0 o C - không ánh sáng
■— 40oC - không ánh sáng

12

16

20

24

Ngày

Dung dịch pH 2

Ngày

Dung dịch pH 4

Ngày

Dung dịch pH 6

ĐỒ thị 2.7. Kết quả khảo sát độ bền của anthocyanin trong dung dịch theo thời gian

28


17

b. Khảo sát độ bền cửa anthocyanin theo nhiệt độ

Đồ thị 2.8. Hàm lượng anthocyanin còn lại trong các dung dịch sau 7 ngày tồn ưữ
(theo nhiệt độ)
Qua khảo sát thực nghiệm, kết quả cho thấy: nhiệt độ có ảnh hưởng đáng kể đến độ bền của
anthocyanin trong dung dịch. Trong cùng một thời gian tồn trữ, hàm lượng anthocyanin giảm càng
nhiều khi nhiệt độ càng cao. Đồ thị 2.8 cho thấy sau 7 ngày, ở 10°c anthocyanin ít bị phân huỷ
nhất, còn ở 40°c anthocyanin bị phân huỷ nhiều nhất.
Ở 10°c, hàm lượng anthocyanin trong các dung dịch giảm gần như tuyến tính theo thời gian
tồn ưữ. Anthocyanin trong dung dịch pH 6 chỉ có thể tồn trữ 9 ngày, còn dung dịch pH 2 và pH 4
có thể tồn ưữ đến 28 ngày.
Ở 30°c, hàm lượng anthocyanin trong dung dịch pH 4 và pH 6 giảm nhanh trong 9 ngày đầu
tiên, sau đó giảm chậm lại. Đối với dung dịch pH 2, hàm lượng anthocyanin giảm gần như tuyến
tính theo thời gian.
Ở 40°c, khi tồn trữ ở dung dịch pH 4 và pH 6, anthocyanin bị phân huỷ rất nhanh, gần như
hoàn toàn sau 7 ngày đối với dung dịch pH 6 và sau 13 ngày đối với dung dịch pH 4. Đối với dung
dịch pH 2, hàm lượng anthocyanin giảm tuyến tính theo thời gian với độ giảm khá nhanh, chỉ có
thể tồn trữ trong khoảng 18 ngày.
Như vậy, do độ bền của anthocyanin chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, nên đối với các sản phẩm
có sử dụng chất màu anthocyanin, nên tồn trữ ở nhiệt độ thấp nhất có thể để tránh sự phân huỷ
anthocyanin.


18

Ngày

10oc

Ngày

30°c

ĐỒ thị 2.9. Kết quả khảo sát độ bền của anthocyanin ở các nhiệt độ theo thời gian


19
3. Kết luận
Trong công ưình này, tiến hành khảo sát quá trình trích ly dịch anthocyanin từ đài hoa bụp
giấm (Hibiscus Sabdariffa L.) bằng dung môi nước. Các thông số của quá trình trích ly (tỉ lệ trích
ly, thời gian, nhiệt độ) lần lượt được thay đổi để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly.
Tiến hành cô quay dịch trích ly thu được tại điều kiện tối ưu thu được cao rắn để làm nguyên liệu
cho các thí nghiệm đánh giá độ bền theo thời gian của anthocyanin ở các dạng và các điều kiện tồn
ưữ khác nhau.
Công trình đã thực hiện được các kết quả sau:
- Khảo sát điều kiện trích ly dịch anthocyanin từ đài hoa bụp giấm bằng dung môi là nước.
Xác định ảnh hưởng của các thông số tỉ lệ trích ly, thời gian, nhiệt độ đến quá trình, từ đó thiết
lập chế độ công nghệ tối ưu cho quy trình trích ly như sau:
+ Dung môi: nước + Tỉ lệ
trích ly: 8/1 (ml/g)
+ Thời gian trích ly: 30 phút +
Nhiệt độ trích ly: 80°c
Hiệu quả trích ly đạt 83.11% cho lần trích thứ nhất.
- Khảo sát độ bền của anthocyanin khi tồn trữ ở dạng cao rắn. Anthocyanin trong cao rắn
có độ bền khá tốt, độ phân huỷ 5.68% trong thời gian tồn trữ 28 ngày không có ánh sáng. Ánh
sáng có ảnh hưởng không đáng kể đến độ bền của anthocyanin trong cao rắn. Hàm lượng
anthocyanin giảm 6.44% khi tồn trữ 28 ngày ở điều kiện có ánh sáng.
- Khảo sát độ bền của anthocyanin khi tồn trữ trong dung dịch ở các pH khác nhau (pH
2, pH 4, pH 6). Kết quả cho thấy: trong dung dịch pH 2, anthocyanin ít bị phân huỷ nhất, thời
gian tồn trữ có thể kéo dài đến 28 ngày ở nhiệt độ thấp. Trong dung dịch pH 4, hàm lượng

anthocyanin giảm khá nhanh ở nhiệt độ cao, chỉ có thể tồn ưữ dưới 10 ngày, còn ở nhiệt độ
thấp, dung dịch có thể tồn ưữ đến 28 ngày. Trong dung dịch pH 6, anthocyanin bị phân huỷ
rất nhanh, chỉ có thể tồn trữ trong thời gian ngắn, khoảng từ 1 đến 9 ngày.
- Khảo sát độ bền của anthocyanin khi tồn trữ trong dung dịch ở các nhiệt độ khác nhau
(10°c, 30°c, 40°C). Két quả cho thấy: ở pH 2, anthocyanin bền sau 28 ngày ở 10°c và 30°c, và
18 ngày khi tồn trữ ở 40°c. Ở pH 4, độ bền của


20
anthocyanin khi tồn trữ ở 10°c, 30°c, 40°c lần lượt là 28 ngày, 7 ngày và 3 ngày. Anthocyanin
rất kém bền khi được tồn ưữ trong dung dịch pH 6 ở tất cả các nhiệt độ thí nghiệm, độ bền của
anthocyanin lần lượt là 9 ngày, 4 ngày và 1 ngày.
Như vậy, hàm lượng anthocyanin trong các dung dịch giảm dần theo thời gian, mức độ
giảm tuỳ thuộc vào điều kiện pH của dung dịch và nhiệt độ tồn trữ, ánh sáng có ảnh hưởng
không đáng kể đến độ bền của anthocyanin. pH càng cao, nhiệt độ càng cao thì hàm lượng
anthocyanin càng giảm nhiều, thời gian tồn trữ càng ngắn.
Từ các kết quả thu được trên đây, tác giả đề nghị một số nghiên cứu tiếp theo:
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chất bảo quản đến độ bền của anthocyanin trong quá ưình
tồn trữ.
- Tiến hành khảo sát độ bền theo yếu tố cường độ màu nhằm ứng dụng trong sản phẩm
thực phẩm.
Những kết quả thu được từ công ưình này tuy đơn giản nhưng hi vọng rằng sẽ tạo ra được một
cái nhìn cơ bản cho đề tài nghiên cứu bột màu anthocyanin từ đài hoa bụp giấm.

4. Tài liệu tham khảo
[1] Jungmin Lee, R.w. Durst, and Ronald E. Wrolstad, Determination of total monomeric
anthocyanin pigment content of fruit juices, beverages, natural colorants, and wines by the pH
differential method: collaborative study. Journal of the Association of Official Analytical Chemists
International, 2005. 88(5): p. 1269-1278.
[2] Farah s. Hosseinian, Wende Li, and Trust Beta, Measurement of anthocyanins and other

phytochemicals in purple wheat. Food Chemistry, 2008. 109: p. 916-924.
[3] Jungmin Lee, Christopher Rennaker, and Ronald E. Wrolstad, Correlation of the two
anthocyanin quantification methods: HPLC and spectrophotomeưic methods. Food Chemistry,
2008. 110: p. 782-786.
[4] Ronald E. Wrolstad, Robert w. Durst, and Jungmin Lee, Tracking color and pigment changes
in anthocyanin products. Trends in Food Science and Technology, 2005.16: p. 423-428.