ĐỀ TÀI KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT MANGIFERIN TỪ LÁ XOÀI

TÓM TẮT
Trong đề tài nghiên cứu này, chúng tôi đã ứng dụng phƣơng pháp chiết có hỗ
trợ sóng siêu âm để nâng cao hiệu quả chiết mangiferin từ lá xoài với dung môi
ethanol đồng thời vừa tiết kiệm thời gian, hóa chất và chi phí lao động. Quá trình chiết
mangiferin từ lá xoài đã đƣợc khảo sát đơn biến với các điều kiện tối ƣu: nồng độ dung
môi 700, tỉ lệ w/v: 1/20, chế độ siêu âm ở biên độ 80%, chu kỳ 0,8 giây, thời gian 20
phút và tiến hành tối ƣu theo mô hình Box Behnken và phần mềm DOE. Phƣơng trình
hồi quy biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thụ quang và các biến độc lập nhƣ sau: Y =
0,66223 – 0,03525X1 + 0,05X2 – 0,021X3 – 0,05482X12 – 0,09132X32 +0,02750X1X3.
Trong đó, Y là Độ hấp thụ quang, X1 là nồng độ dung môi (ºcồn), X2 là tỉ lệ w/v (g/ml)
và X3 là thời gian siêu âm(phút). Điều kiện tối ƣu để có hiệu suất trích ly cao nhất theo
tính toán là: nồng độ ethanol 66,30, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1:30, thời gian trích ly
17,1 phút, dƣới bức xạ siêu âm 200W với chu kì 0,8 và biên độ 80%. Dƣới điều kiện
tối ƣu thì độ hấp thụ quang của dịch chiết đạt 0,7204 Abs.
Kết quả thử hoạt tính kháng oxi hóa của dịch chiết lá xoài cho thấy khả năng
kháng oxi hóa của dịch chiết lá xoài bằng 73,21% Vitamin C, chứng tỏ hàm lƣợng các
phân tử chống oxy hóa của dịch chiết lá xoài là khá cao. Kết quả định tính cho thấy
trong dịch chiết từ lá xoài ngoài mangiferin còn chứa rất nhiều hợp chất khác có lợi
cho sức khỏe con ngƣời. Có thể lý giải là trong dịch chiết lá xoài có chứa các chất
chống oxy hóa, mà điển hình là hợp chất polyphenol nhƣ xanthonoid, flavonoid,
tanin...Thông qua kết quả trên, chúng tôi thấy tiềm năng có thể sử dụng lá xoài làm
nguồn chiết xuất chất chống oxy hóa và khả năng áp dụng dịch chiết này trong một số
lĩnh vực, trong đó có thực phẩm.
Do phổ UV- Vis không có tính hấp thụ chọn lọc nên để đảm bảo tính chính xác
và độ tin cậy cao chúng tôi tiến hành định tính và định lƣợng magiferin từ dịch chiết lá
xoài bằng phƣơng pháp HPLC. Kết quả cho thấy với các điều kiện chiết tối ƣu nhƣ
trên thì có thể khẳng định trong dịch chiết lá xoài có chứa mangiferin với hiệu suất
chiết đạt 59,427 mg/g.

i

ĐẠI HỌC ĐÀ N N
TRƢỜN ĐẠI HỌC BÁCHKHOA

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Khoa: Hóa
Bộ môn: Công nghệ thực phẩm

NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên
Lớp

: Hồ Thị Ngọc Hà
: 12H2

Khóa
Ngành

: 2012 - 2017
: Công nghệ hóa thực phẩm

1. Tên đề tài
Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất
ứng dụng thực phẩm.
2. Nhiệm vụ:
- Khảo sát và chọn nguyên liệu phù hợp trong đề tài nghiên cứu.
- Xác định hàm lƣợng của một số thành phần hóa học có trong lá xoài.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất chiết mangiferin từ lá xoài bằng

phƣơng pháp siêu âm.
- Tối ƣu hóa quy trình chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm.
- Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết.
- Định tính và định lƣợng mangiefrin bằng phƣơng pháp HPLC
- Đề xuất ứng dụng vào sản phảm thực phẩm dành cho ngƣời tiểu đƣờng.
3. Các bản vẽ: Không
4. iáo viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
5. Ngày giao nhiệm vụ: 15/12/2016
6. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 22/05/2017
7. Ngày bảo vệ: / 05/ 2017

ii


CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)

Thông qua bộ môn
Ngày…..tháng….. năm 2017
TỔ TRƢỞNG BỘ MÔN
(Ký, ghi rõ họ tên)

PGS.TS Đặng Minh Nhật

TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

Kết quả điểm đánh giá

Sinh viên đã hoàn thành và

nộp toàn bộ bản báo cáo cho
bộ môn.
Ngày…..tháng…..năm 2017
SINH VIÊN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Ngày…..tháng….. năm 2017
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký, ghi rõ họ tên)
Hồ Thị Ngọc Hà

iii


LỜI CẢM ƠN
Sau hơn 5 tháng thực hiện đề tài “Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài
bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm”, với sự hƣớng dẫn
của cô Nguyễn Thị Trúc Loan, các thầy cô giáo trong phòng thí nghiệm khoa Hóa và
các thầy cô bộ môn, em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình.
Lời đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cô trong khoa Hóa - Trƣờng Đại
học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung, bộ môn công nghệ thực phẩm nói riêng đã tận tâm
truyền đạt cho em những kiến thức nền tảng, giúp đỡ nhiệt tình trong quá trình học tập,
nghiên cứu để em có thể hoàn thành đúng tiến độ chƣơng trình học tập.
Và đặc biệt hơn hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô TS. Nguyễn Trúc Loan.
Trong suốt thời gian thực hiện đồ án, dù công việc rất bận nhƣng cô đã dành nhiều thời
gian hƣớng dẫn và chỉ bảo em tận tình từ bƣớc bắt đầu chọn đề tài, thực hiện đề tài và
kết thúc đề tài. Cô luôn góp ý, sửa sai sót, giúp em nắm bắt kĩ lƣỡng hơn những nội
dung liên quan đến đồ án và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất có thể.
Đồng thời, em cũng xin gởi lời cảm ơn đến thầy Th.S Châu Thành Hiền (Giảng viên
trƣờng Cao đẳng Lƣơng thực – thực phẩm), cảm ơn các thầy cô trực tiếp giảng dạy tại

phòng thí nghiệm khoa Hóa đã tạo điều kiện về phòng thí nghiệm, trang thiết bị để em
có thể hoàn thành đề tài một cách suôn sẻ và kịp tiến độ.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong hội đồng bảo vệ tốt nghiệp
đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét đồ án của em.

Đà Nẵng, ngày tháng 05 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Hồ Thị Ngọc Hà

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả thí nghiệm trình bày trong luận văn là trung thực và chƣa
từng đƣợc ai công bố ở bất kì công trình nào khác.
Tác giả
Hồ Thị Ngọc Hà

v


MỤC LỤC

TÓM TẮT.........................................................................................................................i
NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP .................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................iv
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................v
MỤC LỤC ......................................................................................................................vi
DANH SÁCH HÌNH VẼ................................................................................................ix

DANH SÁCH BẢNG......................................................................................................x
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................xi
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
Chƣơng 1.
1.1

TỔNG QUAN ..........................................................................................2

Tổng quan về cây xoài .......................................................................................2

1.1.1 Đặc điểm thực vật và sự phân bố của cây xoài. ............................................... 2
1.1.2 Thành phần hóa học của cây xoài. ................................................................... 2
1.1.3 Bộ phận dùng ................................................................................................... 3
1.1.4 Công dụng của cây xoài ................................................................................... 3
1.2

Tìm hiểu về Mangiferin .....................................................................................4

1.2.1 Thành phần hóa học và cấu trúc của mangiferin ............................................. 4
1.2.2 Tính chất của mangiferin ................................................................................. 4
1.2.3 Tác dụng của mangiferin .................................................................................. 5
1.2.4 Một số ứng dụng của mangiferin ..................................................................... 5
1.2.5 Các phƣơng pháp chiết tách mangiferin .......................................................... 6
1.3

Sóng siêu âm ......................................................................................................8

1.3.1 Định nghĩa ........................................................................................................ 8
1.3.2 Các thông số của quá trình siêu âm .................................................................. 8
1.3.3 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm .............................................................. 8

vi


1.3.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình trích ly bằng siêu âm và ứng dụng của
sóng siêu âm ................................................................................................................ 9
1.3.5 Thiết bị siêu âm sử dụng trong nghiên cứu .................................................... 11
1.4

Phƣơng pháp tối ƣu hóa ...................................................................................11

1.5

Các phƣơng pháp định lƣợng mangiferin ........................................................12

1.6

Một số công trình nghiên cứu về mangiferin ...................................................13

1.6.1 Một số công trình nghiên cứu tại Việt Nam .................................................. 13
1.6.2 Một số công trình nghiên cứu trên thế giới ................................................... 14
Chƣơng 2.

ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...........................16

2.1

Đối tƣợng nghiên cứu ......................................................................................16

2.2

Các bƣớc xử lí lá xoài ......................................................................................16

2.3

Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ...........................................................................16

2.3.1 Máy móc ,thiết bị ........................................................................................... 16
2.3.2 Dụng cụ .......................................................................................................... 16
2.3.3 Hóa chất ......................................................................................................... 17
2.4

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................17

2.4.1 Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 17
2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 17
2.4.3 Xác định một số thành phần hóa học chính của lá xoài ................................. 18

2.4.4 Khảo sát bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dung dịch mangiferin chuẩn .......... 18
2.4.5 Khảo sát bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dịch chiết lá xoài ........................... 19
2.4.6 Xây dựng đƣờng chuẩn mangiferin bằng phƣơng pháp đo quang ................. 19
2.4.7 Khảo sát điều kiện tối ƣu để chiết tách mangiferin từ lá xoài........................ 19
2.4.8 Tối ƣu hóa điều kiện chiết tách mangiferin từ lá xoài ................................... 21
2.4.9 Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết ........................................... 22
2.4.10 Định tính, định lƣợng mangiferin bằng phƣơng pháp HPLC ........................ 23
Chƣơng 3.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...............................................................25

3.1 So sánh hàm lƣợng magiferin trên các loại lá xoài ở giai đoạn sinh trƣởng
khác nhau ...................................................................................................................25

vii


3.2

Xác định một số thành phần hóa học chính của lá xoài ...................................25

3.3 Xây dựng đƣờng chuẩn để xác định hàm lƣợng mangiferin bằng phƣơng pháp
đo quang ....................................................................................................................26
3.3.1 Khảo sát bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dung dịch mangiferin chuẩn .......... 26
3.3.2 Khảo sát bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dịch chiết lá xoài ........................... 27
3.3.3 Xây dựng đƣờng chuẩn để xác định hàm lƣợng mangiferin .......................... 28

3.4

Khảo sát đơn biến các yếu tố ảnh hƣởng đến việc trích ly mangiferin từ lá xoài
28

3.4.1 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ dung môi ................................................... 28
3.4.2 Khảo sát ảnh hƣởng tỉ lệ nguyên liệu/dung môi(w/v) .................................... 29
3.4.3 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian siêu âm .................................................... 30
3.4.4 Khảo sát ảnh hƣởng của biên độ siêu âm ....................................................... 31
3.4.5 Khảo sát ảnh hƣởng của chu kì đóng ngắt ..................................................... 31
3.5 Tối ƣu hóa quá trình chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp bề mặt
đáp ứng RSM .............................................................................................................32
3.6 Xác định sự có mặt của các chất trong dịch chiết và thử hoạt tính kháng oxi
hóa của dịch chiết ......................................................................................................36
3.7

Định tính và định lƣợng hàm lƣợng mangiferin trong dịch chiết bằng HPLC 38

3.7.1 Định tính mangiferin trong dịch chiết lá xoài ................................................ 38
3.8

Định lƣợng mangiferin trong dịch chiết lá xoài...............................................39

Chƣơng 4.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...............................................................41

4.1

Kết luận ............................................................................................................41

4.2

Kiến nghị: .........................................................................................................41

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................42
PHỤ LỤC 1 .....................................................................................................................1
PHỤ LỤC 2 .....................................................................................................................9
PHỤ LỤC 3 ...................................................................................................................10

viii


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Hình ảnh cây xoài .............................................................................................2
Hình 1.2 Các hợp chất nhóm xanthon phân lập từ chi Mangifera L[2] ..........................3
Hình 1.3 Công thức của mangiferin [1]...........................................................................4

Hình 1.4 Một số bài thuốc từ lá xoài và mangiferin ........................................................5
Hình 1.5 Sơ đồ phân loại sóng âm...................................................................................8
Hình 1.6 Quá trình hình thành, phát triển và vỡ của bọt khí ...........................................9
Hình 1.7 Cách bố trí các thí nghiệm theo mô hình Box Behnken .................................12
Hình 2.1 Hình ảnh bột lá xoài sau khi nghiền ...............................................................16
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ...................................................................................17
Hình 2.3 Chu trình dòng chảy HPLC [34] ....................................................................23
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dung dịch mangiferin chuẩn
.......................................................................................................................................27
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn bƣớc sóng hấp thụ cực đại của dịch chiết lá xoài ................27
Hình 3.3 Đƣờng chuẩn dung dịch mangiferin chuẩn xây dựng theo phƣơng pháp đo
quang .............................................................................................................................28
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của nồng độ dung môi đến OD .....................29
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của tỉ lệ w/v đến OD .....................................29
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của thời gian đến OD ....................................30
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của biên độ siêu âm đến OD .........................31
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hƣởng của chu kì đóng ngắt đến OD .......................32
Hình 3.9 Biểu đồ chu tuyến 2D (a,c,e) và biểu đồ bề mặt 3D (b,d,f) xác định vùng giá
trị cho mỗi điều kiện ......................................................................................................35
Hình 3.10 Kết quả điều kiện tối ƣu để đạt hiệu suất chiết cao nhất ..............................36
Hình 3.11 Sắc ký đồ của dung dịch mangiferin chuẩn ..................................................38
Hình 3.12 Sắc ký đồ của dịch chiết lá xoài ...................................................................39
Hình 3.13 Đƣờng chuẩn dung dịch mangiferin chuẩn xây dựng theo phƣơng pháp
HPLC .............................................................................................................................39

ix


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 2.1 Nhân tố và các mức độ bố trí thí nghiệm theo mô hình Box- Behnken ........22

Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của các dịch chiết ở các loại lá khác nhau ........................25
Bảng 3.2 Một số thành phần hóa học chính của lá xoài ................................................26
Bảng 3.3 Thí nghiệm đƣợc bố trí theo mô hình Box-Behnken và độ hấp thụ quang của
dịch chiết thu đƣợc ........................................................................................................33
Bảng 3.4 Kiểm tra mức độ ý nghĩa của các hệ số hồi quy cho quá trình chiết .............33
Bảng 3.5 Phân tích phƣơng sai (ANOVA) của phƣơng trình hồi quy cho quá trình chiết
siêu âm ...........................................................................................................................34
Bảng 3.6 Kết quả xác định sự có mặt của các các chất .................................................37
Bảng 3.7 Kết quả diện tích pic của các mẫu dịch chiết lá xoài .....................................40

x


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
w/v ---------------------------------------- Khối lƣợng/thể tích
RSM -------------------------------------- Response surface method
UV- Vis----------------------------------- Ultraviolet - visible
HPLC ------------------------------------- High performance liquid chromatography
OD ---------------------------------------- Độ hấp thụ quang
EtOH -------------------------------------- Ethanol
IC50 ---------------------------------------- Inhibitory concentration 50%
DPPH ------------------------------------- 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
NL ----------------------------------------- Nguyên liệu
CK ----------------------------------------- Chất khô
OXH -------------------------------------- Oxi hóa

xi


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của xã hội luôn đi đôi với sự phát triển của khoa học công nghệ. Đó
cũng chính là lí do để các nhà khoa học không ngừng tìm ra các phƣơng pháp mới,
nguyên liệu mới có hiệu quả cao, chi phí thấp và hơn hết là hạn chế tối đa sử dụng hóa
chất độc hại. Xoài vừa là một loại cây ăn quả phổ biến vừa là một loại cây thuốc quý
có giá trị ở Việt Nam. Đặc biệt, dịch chiết từ lá xoài có rất nhiều chất quý hiếm và các
nguyên tố vi lƣợng, trong đó phải kể đến mangiferin, một xanthon glycoside. Ở Việt
Nam, mangiferin đƣợc chiết xuất từ một số loại thực vật nhƣ trong lá trầm hƣơng với
hàm lƣợng khoảng 17,16 mg/g [27], trong cây quéo chiếm khảng 40–50 mg/g [1] và
đặc biệt hàm lƣợng mangiferin trong lá xoài chiếm khoảng 58,46 ± 1,27 mg/g [18].
Chính vì vậy việc sử dụng lá xoài để trích ly mangiferin sẽ cho lại hiệu suất cao hơn,
nguyên liệu dễ kiếm, rẻ tiền hơn và có thể sử dụng để trích ly ở quy mô công nghiệp.
Mangiferin là một loại dƣợc phẩm có ý nghĩa quan trọng trong việc ức chế chuyển
glucogen thành gluco, giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đƣờng. Theo thống kê của Tổ chức Y tế
thế giới tại Việt Nam, số lƣợng ngƣời tử vong do mắc bệnh tiểu đƣờng gấp 3 lần so
với số ngƣời mắc bệnh HIV/AIDS hay lao, gấp 10 lần so với số ngƣời mắc bệnh sốt
rét[28]. Trƣớc thực trạng đó, nhu cầu về các sản phẩm có nguồn gốc từ thiên nhiên
trong việc hỗ trợ điều trị, phòng ngừa bệnh tiểu đƣờng ngày càng cao.
Xét thấy sóng siêu âm lan truyền trong môi trƣờng chất lỏng sinh ra một nguồn
năng lƣợng lớn, nếu kết hợp quá trình ngâm dung môi và siêu âm đồng thời cùng một
lúc thì hiệu quả của quá trình có thể đƣợc nâng cao, rút ngắn đƣợc thời gian chiết.
Chính vì vậy, năm 2014 ở Trung Quốc, Cuba [18], các nhà khoa học cũng đã tìm ra
phƣơng pháp chiết tách mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm sử dụng dung
môi ethanol nhằm nâng cao hiệu quả trích ly, tiết kiệm thời gian và chi phí lao động.
Mặt khác, diện tích trồng xoài ở Việt Nam khá lớn, với diện tích hơn 87.000 ha và
sản lƣợng đạt trên 969.000 tấn/năm[31]. Xuất phát từ những thực tế nêu trên, nhằm
góp phần tăng thêm giá trị kinh tế cho cây xoài cũng nhƣ tận dụng tối đa nguồn phế
liệu lá bị cắt tỉa sau mỗi mùa vụ, dƣới sự hƣớng dẫn của Ts. Nguyễn Thị Trúc Loan tôi

đề xuất và thực hiện đề tài: “Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng
phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm”, nhằm góp phần tìm ra
nhiều phƣơng pháp ly trích phù hợp với điều kiện ở Việt Nam và mang lại hiệu quả
kinh tế cao, nâng cao giá trị sử dụng và tạo ra thêm các sản phẩm mới từ lá xoài.

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

1


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

Chƣơng 1. TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cây xoài
1.1.1 Đặc điểm thực vật và sự phân bố của cây xoài.
Chi Xoài có tên khoa học là Mangifera Indica L,
tên Tiếng Anh: Mango,Common mango, Indian mango,
thuộc họ Đào lộn hột (Anacadiaceae), còn có tên gọi
khác là quả sài, có nguồn gốc ở Nam và Đông Nam Á,
bao gồm miền đông Ấn Độ, Myanma, Bangladesh[29].
Xoài là một trong những loài cây ăn quả có giá trị kinh Hình 1.1 Hình ảnh cây xoài
tế cao đƣợc trồng nhiều ở các nƣớc vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.
Xoài là loại cây ăn quả thân gỗ mọc rất khỏe có kích thƣớc lớn, to cao 8-10 m, có
thể đến 20m. Tán cây lớn hoặc nhỏ tùy theo giống. Lá đơn, nguyên, mọc so le, phiến
lá hình thuôn mũi mác, nhẵn,có mùi thơm, lá non có màu đỏ và chuyển dần sang màu
xanh nhạt đến xanh đậm khi lá già. Xoài là cây thụ phấn chéo, thụ phấn nhờ côn trùng
là chủ yếu[1]. Tùy theo loại giống xoài khác nhau mà chúng có những đặc điểm hình

thái riêng đặc trƣng.
Trên thế giới hiện nay có 87 nƣớc trồng xoài với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu
hécta với khoảng 50 loài. Vùng Châu Á chiếm 2/3 diện tích trồng xoài trên thế giới,
trong đó đứng đầu là Ấn Độ (chiếm gần 70% sản lƣợng xoài thế giới với 9,3 triệu tấn),
Thái Lan, Pakistan, Philippin, Miền Nam Trung Quốc…..Ngoài ra, xoài còn đƣợc
trồng ở vùng ven biển nƣớc Úc.
Ở Việt Nam xoài đƣợc trồng từ Nam chí Bắc, vùng trồng xoài tập trung là từ Bình
Định trở vào, nhiều nhất là các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long nhƣ: Tiền Giang (trên
6.000ha, trong đó đang cho trái 4.000ha), Đồng Tháp, Vĩnh Long, Cần Thơ...Một số
giống xoài phổ biến hiện nay ở nƣớc ta nhƣ: xoài cát Hòa Lộc, xoài Cát Chu, xoài
Thơm, xoài Bƣởi(xoài ghép), xoài Tƣợng, xoài Vôi, xoài Gòn, xoài Thanh Ca...
Ở một số tỉnh miền Bắc còn có một số giống thuộc chi xoài nhƣ cây Quéo có quả
hình dẹt, đầu quả cong nhƣ có mỏ, vị chua, cây Muỗm có kích thƣớc quả nhỏ hơn
xoài, vị hơi chua.

1.1.2 Thành phần hóa học của cây xoài.
Nhiều công trình nghiên cứu cho biết trong lá và thân cây xoài, ngoài các hợp
chất thông thƣờng nhƣ chlorofyll, protein, muối khoáng.., thì nhóm hợp chất đƣợc
nhiều ngƣời quan tâm nghiên cứu đó là các hợp chất Polyphenol[1].
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

2


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

Hợp chất Polyphenol trong cây xoài gồm 3 nhóm:
Nhóm tannin gồm các chất nhƣ acid gallic, metylgallat, acid ellagic, acid digallic,

gallotanin.
Các flavonoid gồm các chất chủ yếu nhƣ fisetin, quercetin, isoquercetin, astragalin chỉ
có ở tỷ lệ rất thấp và thất thƣờng.
Đặc biệt phải kể đến xanthonoid, đây là nhóm chủ yếu xét cả về hàm lƣợng lẫn giá
trị khoa học. Trong nhóm này mangiferin là chất tiêu biểu. Ngoài ra, còn có
isomangiferin và homomangiferin thƣờng chỉ có mặt ở tỷ lệ rất thấp. Cấu trúc hóa học
chung của nhóm là một bộ khung xanthon có gắn nhiều nhóm OH, nhóm OH có thể
đƣợc thay bằng liên kết O-glycosid hoặc C-glycosid với 1 phân tử đƣờng. Trong đó
mangiferin là hoạt chất có hàm lƣợng khá cao và cũng là chất có nhiều tác dụng sinh
học nhƣ: kháng virut, đái tháo đƣờng, chống viêm, điều hòa miễn dịch.

Hình 1.2 Các hợp chất nhóm xanthon phân lập từ chi Mangifera L[2]
1.1.3 Bộ phận dùng
Có thể chiết tách mangiferin từ lá hoặc vỏ thân cây xoài. Tuy nhiên để nâng cao
giá trị kinh tế cho cây xoài cũng nhƣ nhằm tận dụng đƣợc nguồn nguyên liệu lá bị cắt
tỉa trong mỗi mùa vụ, trong đề tài nghiên cứu này chúng tôi sử dụng lá già để chiết
tách. Lá đƣợc thu hái và sấy khô rồi bảo quản để sử dụng dần. Nhiều công trình nghiên
cứu cho ta thấy ở giai đoạn sau thu hái quả vài tháng, vào khoảng tháng 10 đến tháng
12, lá xoài chứa hàm lƣợng mangiferin cao nhất. Lúc này cũng phù hợp với mùa thu
hoạch lá. Vì để bảo vệ quả, trong mùa thu hoạch quả ngƣời ta không thu hái lá.
Lá xoài chứa các thành phần nhƣ mangiferin, taraxarol, friedelin, tannin,
isomangiferin, homomangiferin, acid gallic, kaempferol, estragol, 3–glucoside
astrageline, quercetin, isoquercetin. Đây là những chất có hoạt tính sinh học tốt đối với
sức khỏe của con ngƣời.
1.1.4 Công dụng của cây xoài
Ngoài việc cung cấp các chất dinh dƣỡng nhƣ vitamin A, vitamin B6, vitamin E,
pectin, phốt pho, kali và magiê thì hàm lƣợng pectin và vitamin C cao có trong quả
xoài giúp làm giảm mức cholesterol trong cơ thể, đặc biệt là LDL cholesterol xấu.
Chất xơ cũng làm tăng độ mềm của phân, giúp thải cholesterol theo phân ra ngoài,
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

3


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

giảm táo bón. Ngoài ra quả xoài còn có tác dụng trong việc giảm huyết áp, tăng cƣờng
miễn dịch, thanh nhiệt...
Xoài còn có tác dụng đặc biệt trong trị một số bệnh. Vỏ quả xoài dùng để cầm
máu, chống xuất huyết, rong kinh, bạch đới, khái huyết, chảy máu ruột. Lá xoài đƣợc
dùng để trị các bệnh đƣờng hô hấp trên nhƣ ho, viêm phế quản, tiêu chảy kiết lỵ, viêm
ngứa ngoài da...Sắc uống lá xoài có tác dụng làm bình thƣờng hóa nồng độ insulin
trong máu, tốt cho ngƣời bị bệnh đái tháo đƣờng. Kết quả nghiên cứu ban đầu của Đại
học Queensland (Úc) cho thấy một số hợp chất trong xoài có tác dụng chữa bệnh
tƣơng tự nhƣ các loại thuốc trị tiểu đƣờng và làm giảm cholesterol. Chính vì thế, nhiều
bác sĩ châu Âu đã sử dụng lá xoài nhƣ một phƣơng thuốc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu
đƣờng vô cùng hiệu quả.
1.2 Tìm hiểu về Mangiferin
1.2.1 Thành phần hóa học và cấu trúc của mangiferin
Mangiferin là một xanthonoid có công thức hóa học là: C19H18O11 (M= 442,35),
đƣợc Wiechowski (1923) phân lập từ vỏ cây Mangifera indica L và đƣợc Iseda (1957)
xây dựng cấu trúc. Sau đó Ramanahan và Sechadi (1960) đã nghiên cứu điều chỉnh lại
cấu trúc. Cấu trúc đƣợc thừa nhận hiện nay là một glycoside có phần aglycon có bộ
khung xanthon với 4 nhóm hydroxyl và một phân tử glucose đính vào C số 2 .

Hình 1.3 Công thức của mangiferin [1]
1.2.2 Tính chất của mangiferin
Mangiferin là những tinh thể hình phiến dài hoặc là ở dạng bột, màu vàng nhạt,

mịn, vị hơi đắng, cay, không mùi hoặc thơm nhẹ. Là hợp chất có cấu tạo bền vững hầu
nhƣ không tan trong nƣớc ở nhiệt độ thƣờng, không tan trong các dung môi không
phân cực. Trong tự nhiên nó tồn tại dƣới dạng liên kết với các đƣờng, tan nhiều trong
nƣớc nóng, hỗn hợp ethanol – H2O, aceton – H2O, dioxan – nƣớc nóng, hoà tan cho
dung dịch trong suốt màu vàng sáng.
Mangiferin có nhiệt độ nóng chảy ở 2600C – 2700C, làm tăng màu vàng với dung
dịch kiềm loãng, cho màu cam với phản ứng Cyanidin, cho màu xanh đen với dung
dịch FeCl3, cho màu vàng xanh với HCl đậm đặc – FeCl3. Dung dịch mangiferin hấp
thụ cực đại trên máy UV tại các bƣớc sóng (241, 258, 316, 365nm). Có thể định tính
bằng sắc kí bản mỏng: với hệ dung môi n-butanol: acid acetic: H2O ( 4:1:2,2) cho Rf =
0,77[1] hay bằng sắc kí lỏng cao áp HPLC[22].
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

4


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

1.2.3 Tác dụng của mangiferin
Mangiferin đƣợc xem là một loại dƣợc phẩm có ý nghĩa rất lớn trong việc ức
chế sự phát triển của một số virus gây các bệnh ngoài da nhƣ bệnh Herpes, eczema,
zona, thuỷ đậu, bệnh ở miệng... Các nghiên cứu ở phòng thí nghiệm đã chứng
minh mangiferin có khả năng ngăn chặn tăng cholesterol toàn phần và cholesterol xấu
trong máu, thúc đẩy phân giải lipid, do vậy ngừa đƣợc những nguyên nhân chính gây
ra các bệnh tim mạch nhƣ mỡ máu cao, xơ vữa động mạch.
Mangiferin còn đƣợc báo cáo làm tăng sự phân giải glucose và hạn chế sự hình
thành glucose bằng cách tác động những enzyme trong cả hai quá trình thủy phân và
tổng hợp, từ đó giảm đƣờng huyết cao do dƣ thừa carbohydrate hoặc sản sinh glucose

quá mức. Chất mangiferin kích thích tế bào tuyến tuỵ bài tiết insulin, làm tăng độ nhạy
cảm của mô tế bào với insulin, ức chế sự tạo đƣờng mới ở gan và cơ, giảm nguy cơ
mắc bệnh tiểu đƣờng.
1.2.4 Một số ứng dụng của mangiferin
 Trong Y học:
Xuất phát từ những bài thuốc đông y, khi khoa học và công nghệ phát triển, vỏ thân,
vỏ cành, lá xoài đã đƣợc nghiên cứu và dùng để chiết xuất dịch chiết toàn phần hoặc
chiết mangiferin tinh khiết làm thuốc. Trên thị trƣờng Cuba hiện có chế phẩm
Vimang®, đƣợc sử dụng nhƣ một thực phẩm chức năng để hỗ trợ điều trị một số bệnh
miễn dịch, dị ứng, chống oxy hóa, hỗ trợ trong điều trị HIV. Trên thị trƣờng Việt Nam
hiện nay cũng có rất nhiều sản phẩm với thành phần chính là mangiferin chủ yếu dung
để chữa bệnh ngoài da do virus nhƣ: Viên nang cứng Mangoherpin 100mg, kem
Mangoherpin 5%...của Công ty liên doanh BV Pharma (British-Vietnamese J.V.
Company), dung dịch dùng ngoài da MANGINOvim, dung dịch vệ sinh
MANGINOvim..chủ yếu của Công ty VIMEDIMEX Tây Ninh.

Hình 1.4 Một số bài thuốc từ lá xoài và mangiferin
 Trong thực phẩm:
Thực tế hiện nay, tiểu đƣờng đang là một trong mƣời nguyên nhân chính gây tử
vong hàng đầu ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. PGS.TS Tạ Văn Bình- Chủ tịch
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

5


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

Hội Ngƣời giáo dục bệnh tiểu đƣờng Việt Nam, đã phát biểu: “Việt Nam không phải là

quốc gia có tỷ lệ bệnh tiểu đƣờng lớn nhất thế giới, nhƣng bệnh tiểu đƣờng ở Việt
Nam phát triển nhanh nhất thế giới”. Một thực tế cho thấy, những ngƣời mắc bệnh tiểu
đƣờng ở nƣớc ta đang có xu hƣớng trẻ hóa, thƣờng ở độ tuổi từ 30-65. Tiểu đƣờng
đƣợc coi là một căn bệnh “giết ngƣời thầm lặng”, gây tỉ lệ tử vong cao hơn ung thƣ
hay HIV. Dù tiểu đƣờng là một căn bệnh đƣợc xếp vào hàng nguy hiểm, nhƣng nhiều
ngƣời bệnh lại rất thờ ơ, thậm chí còn coi thƣờng căn bệnh này, một minh chứng cho
vấn đề này là: “2/3 số ngƣời mắc bệnh tiểu đƣờng, không biết mình mắc bệnh”.
Nhận thấy mangiferin có nhiều tác dụng hiệu quả đối với sức khỏe con ngƣời,
đặc biệt trong việc điều trị phòng chống bệnh tiểu đƣờng, vì thế hiện nay ngƣời ta đã
ứng dụng sản xuất các sản phẩm trà từ cây trầm hƣơng nhằm hỗ trợ điều trị, phòng
ngừa bệnh tiểu đƣờng. Tuy nhiên các sản phẩm ứng dụng của mangiferin vẫn chƣa
đƣợc phổ biến, chƣa đáp ứng đƣợc nhu cầu cấp thiết hiện nay. Xuất phát từ những
thực tế trên cùng với điều kiện tại phòng thí nghiệm, tôi đề xuất việc ứng dụng
mangiferin dạng thô hoặc tinh khiết từ lá xoài dùng để bổ sung vào sản phẩm bánh quy
nƣớng dành cho ngƣời bệnh tiểu đƣờng.
1.2.5 Các phương pháp chiết tách mangiferin
a) Chiết tách bằng phương pháp truyền thống
 Nguyên tắc: Sử dụng hệ thống chiết soxlet hoặc chiết hồi lƣu để chiết tách
mangiferin với dung môi thông thƣờng là ethanol.
 Ƣu điểm: Đây là phƣơng pháp chiết tách khá đơn giản, rẻ tiền, dễ thực hiện,
phù hợp với điều kiện tại các phòng thí nghiệm.
 Nhƣợc điểm: Hiệu suất thu hồi thấp, không hiệu quả, quá trình chiết tách và
tinh chế cần trong thời gian dài.
b) Chiết tách bằng phương pháp CO2 siêu tới hạn
 Nguyên tắc: Bất kỳ dung môi nào cũng sẽ ở trạng thái siêu tới hạn nếu tồn tại ở
nhiệt độ và áp suất trên giá trị tới hạn. CO2 đƣợc đƣa lên nhiệt độ, áp suất cao hơn
nhiệt độ, áp suất tới hạn của nó (trên TC = 310C, PC = 73,8 bar), CO2 sẽ chuyển sang
trạng thái siêu tới hạn. Tại trạng thái này CO2 mang hai đặc tính: Đặc tính phân tách
của quá trình trích ly và đặc tính phân tách của quá trình chƣng cất. Nó có khả năng
hoà tan rất tốt các đối tƣợng cần tách ra khỏi mẫu ở cả 3 dạng rắn, lỏng, khí. Sau quá

trình chiết, để thu hồi sản phẩm chỉ cần giảm áp suất thấp hơn áp suất tới hạn thì
CO2 chuyển sang dạng khí ra ngoài còn sản phẩm đƣợc thóat ra ở bình hứng.
 Ƣu điểm: Đây là phƣơng pháp trích ly có hiệu suất cao, thời gian trích ly nhanh
và hạn chế thấp ô nhiễm môi trƣờng do không sử dụng dung môi trong quá trình chiết
tách, tiết kiệm chi phí. CO2 không độc, đƣợc chấp nhận trong thực phẩm và dƣợc
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

6


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

phẩm. CO2 không cháy, không nổ, không đắt, không mùi, không màu, không hƣ hại
sản phẩm.
 Nhƣợc điểm: Khá phức tạp, tốn kém thiết bị, không phù hợp với điều kiện ở
phòng thí nghiệm.
c) Chiết tách bằng phương pháp sử dụng vi sóng
 Nguyên tắc: Vi sóng (micro-onde, microwave) là sóng điện từ lan truyền với
vận tốc ánh sáng. Vi sóng cung cấp một kiểu đun nóng không dùng sự truyền nhiệt
thông thƣờng. Với kiểu đun nóng bình thƣờng, sức nóng đi từ bề mặt của vật chất lần
vào bên trong, trong khi đó vi sóng xuyên thấu vật chất và làm nóng vật chất ngay từ
bên trong. Dƣới tác dụng của vi sóng, nƣớc trong các tế bào thực vật bị nóng lên, áp
suất bên trong tăng đột ngột làm các mô chứa mangiferin bị vỡ ra. Mangiferin bị thoát
ra bên ngoài, hòa tan vào dung môi hữu cơ đang bao phủ bên ngoài nguyên liệu, tăng
hiệu quả trích ly.
 Ƣu điểm: Không có quán tính nhiệt, hiệu suất chiết cao hơn so với một số
phƣơng pháp chiết thông thƣờng, sản phẩm trích ly chiết cao hơn. Thiết bị dễ sử dụng,
an toàn và bảo vệ môi trƣờng( năng lƣợng sạch, dễ chế tạo và dễ kiểm soát), thời gian

chiết nhanh.
 Nhƣợc điểm: Không áp dụng cho các phân tử không phân cực, khó áp dụng cho
quy mô công nghiệp vì đầu tƣ cho thiết bị tạo vi sóng là không nhỏ để đủ công suất.
Nhiệt độ sôi của các dung môi đạt đƣợc rất nhanh, có thể gây nổ.
d) Chiết tách bằng phương pháp có hỗ trợ siêu âm
 Nguyên tắc: Dựa trên tác dụng của sóng siêu âm để trích ly. Trong quá trình
trích ly nó gây ra các tác động sinh học nhƣ rung, sự tạo nhiệt và hiện tạo thành và vỡ
bọt, nhằm tăng hiệu quả ly trích ra các chất.
 Ƣu điểm: Thời gian trích ly nhanh. Hiệu suất trích ly cao hơn so với một số
phƣơng pháp thông thƣờng, sản phẩm trích ly có chất lƣợng tốt. Thiết bị dễ sử dụng,
an toàn và bảo vệ môi trƣờng. Mặt khác, nó còn làm giảm sự tiêu hao năng lƣợng.
Làm tăng tốc độ hòa tan chất phản ứng, tăng tốc độ phản ứng, do đó rút ngắn đƣợc
thời gian phản ứng. Sản lƣợng sản phẩm thu đƣợc có cao hơn, tiết kiệm sử dụng hóa
chất.
 Nhƣợc điểm: Chỉ có thể áp dụng ở quy mô nhỏ. Nhiệt độ sôi của các dung môi
đạt đƣợc rất nhanh, có thể gây nổ.
 Nhận thấy việc ứng dụng sóng siêu âm trong hỗ trợ quá trình trích ly có nhiều
ƣu điểm hơn hẳn, sẽ làm nâng cao hiệu quả trích ly, tiết kiệm đƣợc thời gian và chi

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

7


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

phí, đồng thời phù hợp với điều kiện trang thiết bị tại phòng thí nghiệm nên trong bài
nghiên cứu này tôi đề xuất việc sử dụng sóng siêu âm trích ly mangiferin từ lá xoài.

1.3 Sóng siêu âm
1.3.1 Định nghĩa
Siêu âm (ultrasound) là sóng cơ học hình thành do sự lan truyền dao dộng của
các phần tử trong không gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngƣỡng nghe của con
ngƣời (16-20kHz). Ngoài ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc hay sóng nén, nghĩa
là trong trƣờng siêu âm các phần tử dao động theo phƣơng cùng với phƣơng truyền
của sóng [31].

Hình 1.5 Sơ đồ phân loại sóng âm
1.3.2 Các thông số của quá trình siêu âm
- Tần số (Frequency, Hz): là số dao động phần tử thực hiện đƣợc trong 1 giây.
- Biên độ (Amplitude): biểu thị mức độ thay đổi áp suất (so với áp suất cân bằng
của môi trƣờng) trong quá trình dao động.
Cƣờng độ (Intensity, w/m2): là năng lƣợng mà sóng siêu âm truyền trong một
đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vuông góc với phƣơng truyền âm. Công
thức tính I = P/S; trong đó P là công suất của nguồn âm (W), S là diện tích miền truyền
âm (m2).
- Mức cƣờng độ âm (Sound pressure level, B): là đại lƣợng đƣợc tính bởi công
-

thức: L = lg(I/Io). Trong đó I là cƣòng độ âm tại điểm cần tính, Io là cƣờng độ âm
chuẩn (âm ứng với tần số f = 1000 Hz) có giá trị là: 10^12 w/m2.
1.3.3 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm
Sóng siêu âm sử dụng trong trích ly có 3 tác động sinh học chính:
 Rung
Chuyển động sóng siêu âm tạo ra rất nhanh, tác động lên các mô, giống nhƣ
massage nhẹ. Tất cả các tác động khác của sóng (nhiệt, bong bóng) đều dựa trên tác
dụng rung này.
 Nhiệt
Chuyển động do sóng siêu âm là nguyên nhân chính tạo ra tác dụng nhiệt. Siêu âm

có thể tạo ra nhiệt độ cao nhƣ nhiệt độ của bề mặt mặt trời và áp suất lớn nhƣ áp suất
dƣới lòng đại dƣơng. Trong một vài trƣờng hợp sóng siêu âm có thể tăng tốc độ phản
ứng lên gần một triệu lần.
 Sự tạo và vỡ bọt
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

8


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

Sự chiếu xạ siêu âm trong môi trƣờng lỏng sản sinh ra một năng lƣợng lớn, do nó
gây nên một hiện tƣợng vật lý đó là cavitation.
Siêu âm đƣợc lan truyền qua môi trƣờng lỏng
tạo ra một chu trình dãn nở, nó gây ra áp suất
chân không trong môi trƣờng lỏng. Cavitation
là quá trình hình thành, phát triển và nổ vỡ các
bong bóng siêu âm do sự thay đổi tần số dao
động. Các bong bóng này chỉ tồn tại trong một

Hình 1.6 Quá trình hình thành, phát
triển và vỡ của bọt khí

thời gian vô cùng ngắn, khoảng vài micro giây.
Các bọt khí lớn dần đến một kích cỡ nhất định mà tại đó năng lƣợng của sóng siêu âm
không đủ đế duy trì pha khí khiến các bọt khí nổ tung dữ dội. Khi đó các phân tử va
chạm với nhau mãnh liệt tạo nên sự sốc sóng trong lòng chất lỏng, kết quả là hình
thành những điểm có nhiệt độ và áp suất rất cao (5000°C và 2000oC). Năng lƣợng này

đóng vai trò quan trọng nhƣ một chất xúc tác để thúc đẩy các phản ứng hóa học xảy ra.
Sử dụng sóng siêu âm năng lƣợng cao trong công nghệ thực phẩm ngày càng đƣợc
khảo sát tỉ mỉ. Phần lớn các nghiên cứu đều áp dụng tần số sóng trong khoảng từ 20
kHz đến 40 kHz.
1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly bằng siêu âm và ứng dụng của
sóng siêu âm
Nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình và hiệu quả trích ly bằng sóng siêu âm.
Chúng bao gồm các thông số liên quan đến âm trƣờng nhƣ: tần số sóng âm, biên độ
siêu âm, kích thƣớc nguyên liệu, đặc tính vật lí dung môi nhƣ độ nhớt, cũng nhƣ sự xử
lí với các yếu tố: thời gian, nhiệt độ, áp suất.
 Loại dung môi
Dung môi sử dụng là loại có thể hòa tan đƣợc các hợp chất cần trích ly.
Mangiferin là chất thuộc nhóm polyphenol, đây là hợp chất phân cực nên chủ yếu tan
tốt trong các dung môi phân cực nhƣ nƣớc, ethanol, methanol, aceton... Tuy nhiên do
hợp chất trích ly đƣợc ứng dụng bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm nên cần tính an
toàn cao, đồng thời để đảm bảo hiệu suất trích ly cao nên ethanol đƣợc sử dụng rộng
rãi để trích ly các hợp chất từ thực vật nói chung và mangiferin nói riêng. Hỗn hợp
ethanol- nƣớc sẽ cho hiệu quả trích ly cao hơn do giảm đƣợc độ nhớt làm tăng khả
năng tiếp xúc giữa dung môi và nguyên liệu.
 Tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi
Tỉ lệ nguyên liệu/dung môi càng thấp thì hiệu quả trích ly sẽ đƣợc nâng cao. Tuy
nhiên nếu tỉ lệ nguyên liệu/dung môi quá thấp đồng nghĩa với lƣợng dung môi nhiều,

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

9

Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

gây lãng phí dung môi, đồng thời làm cho quá trình tinh chế sau này khó khăn do
lƣợng dung môi quá nhiều.
 Các thông số quá trình siêu âm
Siêu âm với biên độ cao hơn sẽ hình thành hiện tƣợng sủi bong bóng với cƣờng
độ mạnh hơn, bong bóng đƣợc hình thành nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn do tăng áp
suất hơi và giảm sức căng, tăng hiệu quả trích ly. Tuy nhiên biên độ siêu âm tăng quá
cao sẽ ảnh hƣởng đến thiết bị, đồng thời làm tăng cƣờng độ nổ bong bóng, tạo ra nhiều
điểm nhiệt, nhiệt độ quá cao gây biến tính một số hoạt chất. Trong môi trƣờng có độ
nhớt cao, sự lan truyền của các phần tử trong trƣờng siêu âm bị cản trở và do đó làm
giảm mức độ sủi bong bóng. Lúc này, siêu âm có tần số thấp hơn và năng lƣợng cao
hơn có khả năng xuyên thấu vào thực phẩm tốt hơn hơn là siêu âm có tần số cao hơn.
 Cấu trúc của nguyên liệu
Bề mặt tiếp xúc càng lớn thì quá trình trích ly càng nhanh, do đó nguyên liệu
cần phải đƣợc chia nhỏ đến độ mịn thích hợp bằng cách xay, nghiền mịn, rây để
tăng diện tích tiếp xúc với dung môi, tăng quá trình khuếch tán. Tuy nhiên kích
thƣớc và nguyên liệu làm nhỏ cũng có giới hạn, không quá nhỏ để tránh màng tế bào
bị vỡ nhiều làm tạp chất lẫn nhiều vào dịch chiết.
 Thời gian siêu âm
Siêu âm trong thời gian dài sẽ tăng khả năng chiết kiệt hoạt chất, nhƣng nếu
kéo dài thời gian chiết thì không những không tăng tỷ lệ hoạt chất trong dịch chiết mà
còn làm tăng lƣợng tạp chất khuếch tán vào dịch chiết. Việc kéo dài thời gian chiết
còn làm cho tăng nhiệt độ do sự hình thành và nổ vỡ các bong bóng siêu âm diễn ra
liên tục tạo ra nhiều điểm nhiệt, nhiệt độ quá cao sẽ làm biến tính một số chất.
Ứng dụng: Siêu âm có tác dụng trong việc giám sát, kiểm tra hoặc tác động lên
một quá trình chế biến hay một sản phẩm, làm sạch hay bài khí các chất lỏng, hỗ trợ
quá trình kết tinh, thúc đẩy quá trình lọc, tăng khả năng nhũ hóa, vô hoạt vi sinh vật
hoặc enzyme.
Đặc biệt nó đƣợc ứng dụng trong việc hỗ trợ trích ly một số hợp chất từ thực

vật. Việc trích ly các hợp chất hữu cơ chứa trong các bộ phận của thực vật bằng sự hòa
tan đƣợc cải thiện hoàn toàn nhờ việc sử dụng năng lƣợng sóng siêu âm. Những tác
động cơ học của sóng siêu âm tạo điều kiện cho dung môi thâm nhập vào vật chất tế
bào một cách dễ dàng và sự chuyển khối đƣợc đẩy mạnh, gây ra sự phá vỡ màng tế
bào sinh học, tạo điều kiện giải phóng vật chất bên trong.
Cơ chế của sóng siêu âm giúp làm tăng khả năng trích ly của các quy trình
truyền thống là dựa trên:
- Tạo ra môt áp lực lớn xuyên qua dung môi và tác động đến tế bào vật liệu.
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

10


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

- Tăng khả năng truyền khối tới bề mặt phân cách.
- Phá vỡ thành tế bào trên bề mặt và bên trong của vật liệu, giúp quá trình thoát

chất tan đƣợc dễ dàng.
1.3.5 Thiết bị siêu âm sử dụng trong nghiên cứu
Thiết bị siêu âm dùng trong đề tài nghiên cứu là thiết bị hiệu LABSONIC®P có
đầu dò dạng thanh dao động đƣợc khuếch đại. Mẫu đƣợc chuẩn bị trong bình đựng có
trao đổi nhiệt tuần hoàn, cho đầu dò ngập dung dịch lỏng - rắn. Các thí nghiệm khảo
sát thực hiện ở các điều kiện cố định là tần số 24 kHz, công suất 200W.
-

Các thông số cài đặt trên thiết bị là biên độ và chu kỳ:

Biên độ (Amplitude): giá trị biên độ đƣợc cài đặt thông qua một nút vặn
AMPLITUDE có chia vạch từ 10 - 100%.
Chu kỳ đƣợc cài đặt thông qua nút vặn CYCLE có chia vạch từ 0 – 1. Chế độ phát
xung là tỷ lệ giữa thời gian xử lý siêu âm và thời gian tạm dừng siêu âm, từ 10 – 100%
giây.
1.4 Phƣơng pháp tối ƣu hóa
Để chọn ra đƣợc các thông số tối ƣu của các yếu tố ảnh hƣởng chính đến hiệu
suất chiết, nhằm đảm bảo đƣợc hiệu suất chiết cao nhất, tiết kiệm thời gian, hóa chất
và chi phí, hiện nay một số trong các công trình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc đã sử
dụng phƣơng pháp thiết kế thí nghiệm tối ƣu hóa bằng phƣơng pháp bề mặt đáp ứng
(RSM). RSM là một công cụ tối ƣu hóa hữu ích đã đƣợc áp dụng trong nghiên cứu tác
động của từng biến độc lập và sự tƣơng tác của chúng (Box và Wilson,1951). Bên
cạnh đó, thực tế cho thấy RSM là một phƣơng pháp hiệu quả với lao động và chi phí
thấp, ít mất thời gian và có thể thu thập nhiều kết quả nghiên cứu hơn so với
phƣơng pháp cổ điển, lợi thế chính của phƣơng pháp này là khả năng làm giảm số
lần chạy thử nghiệm cần thiết để cung cấp thông tin đầy đủ về kết quả có thể chấp
nhận đƣợc về mặt thống kê[8].
RSM đã đƣợc áp dụng cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu, nhƣng chỉ một số ít
đã báo cáo ứng dụng của phƣơng pháp này trong quá trình tối ƣu hóa điều kiện
chiết tách mangiferin. Trên thế gới, năm 2014, Tang-Bin Zou1 cùng các cộng sự [18]
đã nghiên cứu và ứng dụng phƣơng pháp RSM để tối ƣu hóa điều kiện chiết tách
mangiferin từ lá xoài và thu đƣợc kết quả khả quan. Đặc biệt các tác giả đã bố trí các
thí nghiệm ngẫu nhiên theo thiết kế Box Behnken, giúp giảm bớt số điểm thí nghiệm,
do đó ít tốn kém hơn so với thiết kế tổng hợp trung tâm CCD[30]. Thiết kế tổng hợp
trung tâm(CCD) thƣờng có các điểm trục nằm bên ngoài "khối lập phƣơng", những
điểm này có thể không nằm trong khu vực quan tâm, hoặc có thể không thể thực hiện
đƣợc bởi vì chúng vƣợt quá giới hạn hoạt động an toàn. Thiết kế Box-Behnken không
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

11


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

có các điểm trục, do đó, có thể chắc chắn rằng tất cả các điểm thiết kế nằm trong vùng
hoạt động an toàn. Thiết kế của Box-Behnken cũng đảm bảo rằng tất cả các yếu tố
không đƣợc đặt ở mức cao cùng một lúc, giúp thực hiện đƣợc dễ dàng và giảm đƣợc
sai số không mong muốn.

Hình 1.7 Cách bố trí các thí nghiệm theo mô hình Box Behnken
Ở Việt Nam, việc chiết tách mangiferin từ lá xoài cũng đã đƣợc nghiên cứu và
tiến hành nhiều. Tuy nhiên hiện nay chƣa có bất cứ công trình nghiên cứu nào về việc
chiết xuất mangiferin tại Việt Nam sử dụng phƣơng pháp chiết hỗ trợ siêu âm và tối
ƣu hóa quá trình chiết theo phƣơng pháp RSM. Do đó tôi đề xuất sử dụng phƣơng
pháp RSM theo thiết kế Box Behnken để tiến hành tối ƣu hóa các điều kiện trích ly
mangiferin từ lá xoài.
1.5 Các phƣơng pháp định lƣợng mangiferin
Có nhiều cách để định lƣợng hàm lƣợng các chất có trong nguyên liệu nhƣ
phƣơng pháp cân, phƣơng pháp đo quang, phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp HPLC.


Phƣơng pháp cân đơn giản nhƣng mang tính thủ công, độ chính xác không cao.

 Phƣơng pháp đo quang đơn giản, dễ thực hiện nên đƣợc sử dụng nhiều trong
định lƣợng. Tuy nhiên phổ UV- VIS không có tính hấp thụ chọn lọc nên độ chính xác
không cao.
 Phƣơng pháp sắc kí lỏng cao áp (HPLC) có độ chính xác cao hơn nhiều nhƣng
khá phức tạp và tốn kém.

Chính vì vậy để tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình trích ly
mangiferin trong lá xoài một cách tƣơng đối chính xác và chi phí không quá lớn, dễ
dàng thực hiện trong điều kiện phòng thí nghiệm chúng tôi tiến hành phƣơng pháp đo
quang là chủ yếu. Và để định tính và định lƣợng hàm lƣợng mangiferin có trong dịch
chiết lá xoài thì chúng tôi tiến hành thực hiện theo phƣơng pháp HPLC để có độ chính
xác và tin cậy cao.

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

12


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

1.6 Một số công trình nghiên cứu về mangiferin
1.6.1 Một số công trình nghiên cứu tại Việt Nam
- Năm 1991, Bùi Thị Hằng đã nghiên cứu,định lƣợng mangiferin bằng phƣơng
pháp sắc kí lỏng cao áp”, Tạp chí dược học (số 5), 28-38. Đây là phƣơng pháp nhằm
xác định hàm lƣợng mangiferin chứa trong lá xoài với độ chính xác cao nhƣng khá
phức tạp, tốn kém. Điều kiện sắc kí mà tác giả sử dụng là: pha tĩnh: Hitachi gel 3050,
pha động: methanol, cột: 2,5 x 500mm, detector tử ngoại ở bƣớc sóng 369nm, tốc độ
dòng: 1ml/phút.
-

Năm 1991 , Phạm Gia Khôi và Phạm Xuân Sinh nghiên cứu chiết xuất và xác

định mangiferin trong lá xoài , Tạp chí Dƣợc học (số 5), 8-19.Các tác giả đã nghiên
cứu và tìm ra quy trình chiết tách và tinh sạch mangiferin từ vỏ cây và lá xoài bằng

phƣơng pháp chiết tách truyền thống sử dụng dung môi methanol. Kết quả các tác giả
thu đƣợc là đạt hiệu suất chiết của vỏ thân là 3%, của lá khô là 1,6%.
- Năm 2002, Đỗ Hƣơng Lan đã nghiên cứu sự tích lũy và biến động hàm lƣợng
Mangiferin trong quá trình sinh trƣởng và phát triển của cây quéo Sơn La và tiếp tục
phân lập thành phần hóa học trong lá của nó, Khóa luận tốt nghiệp Dƣợc sĩ, Trƣờng
đại học Dƣợc Hà Nội, Hà Nội. Tác giả đã khảo sát, so sánh và đƣa ra đƣợc kết luận
rằng hàm lƣợng mangiferin cao nhất chứa trong lá xoài non ( khoảng 4,67%), cao hơn
so với lá già (khoảng 4,25%) với loại cây có tuổi thọ cao nhất.
Năm 2004, Nguyễn Thị Hƣơng Giang, Đào Văn Phan,Phạm Hữu Điển nghiên
cứu tác dụng hạ Glucose trong máu của mangiferin chiết xuất từ Tri Mẫu
(Anemarhena asphodeloides Bunge) trên chuột nhắt bình thƣờng và chuột gây đái tháo
đƣờng bằng Streptozotocin. Các tác giả đã tiến hành thử nghiệm: MF 10mg/kg tiêm
vào màng bụng đã cải thiện khả năng dung nạp glucose ở chuột gây tiền đái tháo
-

đƣờng bằng streptozoncin 100mg/kg và làm tăng tác dụng hạ glucose máu của 0,5 UI
insulin tiêm màng bụng cho các chuột gây đái tháo đƣờng bằng STZ 160mg/kg. Cơ
chế tác dụng của MF có thể là không kích thích tuyến tụy bài tiết insulin mà làm tăng
nhạy cảm của mô đích với insulin và làm giảm lƣợng glucosse ở gan.
- Năm 2009, Nguyễn Thị Lƣơng Thiện, học viên cao học 16 ngành Hóa Hữu Cơ,
Trƣờng Đại Học Vinh đã tách chiết thành công hợp chất mangiferin từ cây Quần Đảo
Bảo Chánh - Polialthia Evecta.Các phƣơng pháp đƣợc sử dụng là phổ tử ngoại (UV),
phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lƣợng(MS).Nguyên liệu đƣợc ngâm kiệt với chất
methanol trong 7 ngày.Sau đó, dịch chiết đƣợc cất thu hồi.Sau nhiều công đoạn,
Lƣơng Thiện đã tách chiết thành công hợp chất mangiferin .Việc tách chiết thành công
hợp chất này từ cây quần đầu bảo chánh cho thấy, hợp chất mangiferin có thể tách
chiết ở những loài cây khác, không chỉ từ cây xoài.
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

13


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm

Năm 2010, Hồ Thị Nhƣ Liên , Cty CP Y Dƣợc phẩm Vimedimex đã nghiên cứu
hoàn thiện quy trình chiết tách mangiferin ở quy mô công nghiệp. Tác giả cùng các
-

đồng sự đã đƣa ra giải pháp nâng cao hiệu suất chiết và chất lƣợng sản phẩm bằng
ứng dụng công nghệ sinh học bổ sung men vi sinh vào quá trình chiết suất
mangiferin với dung môi nƣớc. Đây là phƣơng pháp hòan tòan thiên nhiên,không sử
dụng hóa chất, không gây ô nhiễm môi trƣờng, rất ƣu việt. Dùng vi sinh vật đã đƣợc
tuyển chọn và cô lập, nuôi, nhân giống và cho tác động vào quá trình chiết xuất để
tăng hiệu suất chiết và hàm lƣợng hoạt chất trong sản phẩm, thu đƣợc sản phẩm an
toàn.
Năm 2014, Nguyễn Thị Ngần, học viên Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội đã
nghiên cứu đặc điểm thực vật và khảo sát thành phần hóa học của lá xoài tròn Yên
Châu, Sơn La đồng thời tìm ra quy trình quy trình công nghệ chiết xuất mangiferin từ
-

lá xoài bằng phƣơng pháp chiết truyền thống sử dụng dung môi ethanol. Tác giả đã
đƣa ra đƣợc điều kiện chiết tối ƣu sử dụng ethanol 700, đạt hiệu suất khoảng 2,5%.
1.6.2
-

Một số công trình nghiên cứu trên thế giới
Năm 2001, S. Muruganandan và cộng sự cũng chiết mangiferin bằng ethanol

theo phƣơng pháp thông thƣờng và tinh chế bằng phƣơng pháp kết tinh. Độ tinh
khiết của sản phẩm đƣợc xác định bằng HPLC đạt 95,56%.
- Năm 2010, Aranya Jutiviboonsuk và Chanchai Sardsaengjun đã khảo sát ba
dung môi methanol, ethanol và acetone 70% để chiết xuất mangiferin. Các tác giả đã
xây dựng quy trình chiết tách theo phƣơng pháp truyền thống và đƣa ra kết quả cho
thấy sử dụng methanol chiết theo qui trình trên cho khối lƣợng mangiferin cao nhất,
và sử dụng aceton cho khối lƣợng mangiferin thấp nhất.
- Năm 2013, Prado, I.M.; Prado, G.H.C.; Prado, J.M.; Meireles, M.A.A đã
nghiên cứu sử dụng CO2 siêu tới hạn và áp suất thấp để chiết mangiferin từ lá xoài.
Đây là phƣơng pháp trích ly có hiệu suất cao và han chế thấp ô nhiễm môi trƣờng do
không sử dụng dung môi trong khi tách chiết; đặc biệt CO2 sau khi sử dụng đƣợc tái
sử dụng lại nên không gây ô nhiễm, tiết kiệm chi phí cho công trình .
- Năm 2013, Zou, T.B.; Wu, H.F.; Li, H.W.; Jia, Q.; Song, G. đã nghiên cứu so
sánh hiệu suất chiết tách có hỗ trợ lò vi sóng và và chiết tách thông thƣờng
mangiferin từ lá xoài (Mangifera indica L.). Các tác giả đã nhận thấy rằng việc chiết
tách sử dụng phƣơng pháp hỗ trợ lò vi sóng đem lại hiệu suất thu hồi cao hơn so với
phƣơng pháp thông thƣờng.
Năm 2014 , LAI Qing-hua, HUANG Gui-you cùng các cộng sự đã nghiên
cứu, khảo sát và chiết tách thành công hợp chất mangiferin từ lá xoài bằng dung môi
ethanol 95%. Các tác giả đã tiến hành khảo sát, định lƣợng hàm lƣợng mangiferin
-

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hƣớng dẫn: Nguyễn Thị Trúc Loan

14