Trích ly có hỗ trợ vi sóng anthocyanin từ bắp cải tím (brassica oleracea l var capitata f rubra)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƢỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

TRÍCH LY CĨ HỖ TRỢ VI SĨNG
ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM
(BRASSICA OLERACEA L. VAR.
CAPITATA F. RUBRA)

Sinh viên thực hiện : Lê Ngọc Trúc Phương
Chuyên ngành

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019

: Công nghệ thực phẩm


TRƢỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MƠI TRƢỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

TRÍCH LY CĨ HỖ TRỢ VI SĨNG
ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM
(BRASSICA OLERACEA L. VAR.

CAPITATA F. RUBRA)
Sinh viên thực hiện : Lê Ngọc Trúc Phương
Mã số sinh viên

: 1511537826

Lớp

: 15DTP1A

Chuyên ngành

: Công nghệ thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Hồng Khôi Nguyên

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019


TRƯỜNG ĐH NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM & MƠI TRƢỜNG

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Tp. Hồ Chí Minh, ngày ... tháng ... năm ....

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Ngọc Trúc Phương

Mã số sinh viên: 1511537826

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp: 15DTP1A

1. Tên đề tài:
TRÍCH LY CĨ HỖ TRỢ VI SĨNG ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM
(BRASSICA OLERACEA L. VAR. CAPITATA F. RUBRA)
2. Nhiệm vụ luận văn
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến q trình trích ly
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu:dung mơi đến q trình trích ly
- Khảo sát ảnh hưởng của công suất microwave đến quá trình trích ly
- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian hỗ trợ microwave đến q trình trích ly
3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/06/2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 15/09/2019
5. Người hướng dẫn:
Họ và tên

Học hàm, học vị

Nguyễn Hồng Khôi Nguyên

Thạc sĩ

Đơn vị

Phần hướng dẫn

BMCNTP

100%

Nội dung và yêu cầu của luận văn đã được thông qua bộ môn.
Trưởng Bộ môn

Người hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Nguyễn Thị Vân Linh

ThS. Nguyễn Hồng Khôi Nguyên


LỜI CẢM ƠN
Bài báo cáo luận văn này được hoàn thành tại trường đại học Nguyễn Tất Thành.
Trong suốt quá trình thực hiện khóa luận, chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành
quý nhà trường, thầy cô cũng như anh chị quản lý phịng thí nghiệm thuộc Khoa Kỹ
thuật Thực phẩm và Môi Trường đã luôn tạo điều kiện tốt nhất cho em để giúp em
hồn thành tốt khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến cơ Thạc Sĩ Nguyễn Hồng Khơi Ngun đã
tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ dẫn cho em những sai sót trong suốt thời gian vừa
qua, để em hồn thành tốt bài báo cáo luận văn của mình một cách hoàn thiện.
Bài báo cáo luận văn này được thực hiện trong thời gian 3 tháng. Do kiến thức của
em còn nhiều hạn chế và bỡ ngỡ, do đó khơng tránh khỏi những sai sót, em mong nhận
được những ý kiến đóng góp q báu của q thầy cơ để em có thể hồn thiện bản
thân hơn.

Em xin chân thành cảm ơn!

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài Trích ly có hỗ trợ vi sóng anthocyanin từ
bắp cải tím (Brassica oleracea L.Var. Capitata F.Rubra) là cơng trình nghiên cứu
của cá nhân tôi đã thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Hồng Khôi
Nguyên. Các số liệu và kết quả được trình bày trong luận văn là hồn tồn trung thực,
khơng sao chép của bất cứ ai, và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình khoa
học của nhóm nghiên cứu nào khác cho đến thời điểm hiện tại.
Nếu không đúng như đã nêu trên, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm về đề tài
của mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
Tp.Hồ Chí Minh, Ngày 03 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

v


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Hiện nay việc sử dụng, lạm dụng các chất phụ gia trong thực phẩm trong đó có
phẩm màu trong chế biến, bảo quản thực phẩm hiện nay khá phổ biến. Theo bác sĩ
Nguyễn Tiến Hoà, Sở Y tế Hà Nội, tình trạng sử dụng phẩm màu đang khá phổ biến
tại các nơi chế biến thực phẩm. Do đó chất màu có nguồn gốc tự nhiên được ứng dụng
vào thực phẩm luôn nhận được nhiều mối quan tâm.
Anthocyanin là một nhóm các hợp chất phenolic tự nhiên thuộc nhóm flavonoid
và chúng thường có mặt trên những loại rau củ quả khác nhau và chúng cũng là tác
nhân tạo màu trên những rau củ đó với màu đặc trưng là màu đỏ, đỏ tía, tím và xanh,

đây là một loại chất màu tự nhiên với những ưu điểm mà các chất màu tổng hợp không
thể thay thế được. Anthocyanin là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn
trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn.
Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu này là tìm ra quy trình thu nhận dịch trích chứa
anthocyanin nhờ hổ trợ vi sóng, dịch trích này có thể là cơ sở cho quy trình sản xuất
bột màu sau này.
Thơng qua các kết quả thu nhận được trong quá trình nghiên cứu cho thấy ở nồng
độ ethanol 60o sẽ thu được hàm lượng các chất cần trích ly cao nhất, tuy nhiên nếu
nồng độ ethanol tăng lên thì hàm lượng các chất bị giảm đáng kể. Về tỉ lệ nguyên
liệu:dung mơi thì kết quả thu được khi trích ly ở tỉ lệ 1:30 sẽ thu được hàm lượng hàm
lượng các chất cao nhất. Cơng suất microwave có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng
trích ly và ở cơng suất 600W sẽ thu được kết quả cao nhất. Thời gian trích ly có hỗ trợ
vi sóng quá dài sẽ làm giảm hàm lượng các chất thu được và với thời gian trích ly 2
phút là thích hợp để thu nhận anthocyanin.
Dựa vào các điều kiện trích ly ở trên thì sau khi trích ly ta thu được hàm lượng
anthocyanin với 73.89 mg/L, DPPH với 1739.14 μmol/L và hàm lượng polyphenol với
5.24 g/L.
Kết quả này cũng cho thấy microwave có thể rút ngắn đáng kể thời gian trích ly.
Và những kết quả này có thể là tiền đề cho q trình nghiên cứu sản xuất chất màu từ
bắp cải tím.

vi


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ........................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ iv
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................v
TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ............................................................. vi
MỤC LỤC ............................................................................................................. vii

DANH MỤC BẢNG ................................................................................................x
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. xiii
Chƣơng 1. MỞ ĐẦU.............................................................................................1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .......................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................2
1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................2
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................2
Chƣơng 2. TỔNG QUAN.....................................................................................3
2.1 ĐỊNH NGHĨA................................................................................................3
2.1.1 Anthocyanin .............................................................................................3
2.1.2 Polyphenol ...............................................................................................5
2.1.3 Hoạt tính chống oxy hóa ..........................................................................6
2.2 NGUYÊN LIỆU BẮP CẢI TÍM ..................................................................6
2.2.1 Giới thiệu về họ cải (Brassicaceae) .........................................................6
2.2.2 Giới thiệu về bắp cải tím (Brassica oleracea L. var. Capitata f. Rubra) 7
2.3 TRÍCH LY .....................................................................................................9
2.3.1 Định nghĩa ................................................................................................9
2.3.2 Các phương pháp trích ly .........................................................................9
2.3.3 Phương pháp trích ly có hỗ trợ vi sóng (MAE) .....................................14

vii


2.3.4 Các ưu điểm và nhược điểm của phương pháp trích ly hỗ trợ microwave
...............................................................................................................................15
2.3.5 Các ứng dụng của MAE .........................................................................15
Chƣơng 3. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............17
3.1 NGUYÊN LIỆU BẮP CẢI TÍM ................................................................17
3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT ....................................................17

3.2.1 Dụng cụ ..................................................................................................17
3.2.2 Thiết bị ...................................................................................................17
3.2.3 Hóa chất .................................................................................................18
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ..........................................18
3.3.1 Thời gian nghiên cứu .............................................................................18
3.3.2 Địa điểm nghiên cứu ..............................................................................18
3.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................19
3.4.1 Quy trình cơng nghệ...............................................................................19
3.4.2 Thuyết minh quy trình ...........................................................................20
3.4.3 Sơ đồ nghiên cứu ...................................................................................22
3.4.4 Bố trí thí nghiệm ....................................................................................22
3.5 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................24
3.5.1 Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin [60] .............................24
3.5.2 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol [61] ..............................25
3.5.3 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa [62] ............................26
3.6 PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..........................................................26
Chƣơng 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ............................................................27
4.1 ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ETHANOL ĐẾN Q TRÌNH
TRÍCH LY ...............................................................................................................27
4.2 ẢNH HƢỞNG CỦA TỈ LỆ NGUN LIỆU:DUNG MƠI ĐẾN Q
TRÌNH TRÍCH LY .................................................................................................30
4.3 ẢNH HƢỞNG CỦA CƠNG SUẤT MICROWAVE ĐẾN Q TRÌNH
TRÍCH LY ...............................................................................................................32

viii


4.4

ẢNH

HƢỞNG

CỦA

THỜI

GIAN

TRÍCH

LY

HỖ

TRỢ

MICROWAVE ĐẾN Q TRÌNH TRÍCH LY ..................................................35
Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .................................................39
5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................39
5.2 KHUYẾN NGHỊ .........................................................................................39
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................40
PHỤ LỤC A – PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................45
PHỤ LỤC B – KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ANOVA .............................................47

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng trong 100g bắp cải tím [33] ...............................................7

x


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu trúc hóa học của Anthocyanin [8] .............................................................3
Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của 6 Anthocyanidin phổ biến [8] ........................................4
Hình 2.3 Bảng màu sắc thay đổi theo pH của dịch trích bắp cải tím ..............................4
Hình 2.4 Cấu trúc hóa học của polyphenol [21]..............................................................5
Hình 2.5 Nhóm AH phản ứng với các gốc peroxyl hoặc alkoxy [24].............................6
Hình 2.6 Bắp cải tím ........................................................................................................7
Hình 2.7 36 dẫn xuất Anthocyanin được phát hiện trong bắp cải tím [14] ....................8
Hình 2.8 Thiết bị trích ly ngược dịng có bộ phận trích ly hình xoắn ốc [44] ..............10
Hình 2.9 Thiết bị trích ly ngược dịng dạng băng chuyền [45] .....................................11
Hình 2.10 Thiết bị trích ly bằng khí siêu tới hạn [46] ...................................................12
Hình 2.11 Thiết bị chưng cất hơi [47] ...........................................................................13
Hình 2.12 Thiết bị trích ly Soxhlet [48] ........................................................................13
Hình 3.1 Quy trình thu nhận dịch trích từ bắp cải tím ..................................................19
Hình 3.2 Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................................22
Hình 4.1 Ảnh hưởng của nồng độ dung mơi lên hàm lượng Anthocyanin trong dịch
trích từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có
nghĩa ở mức ý nghĩa P<0.05) ................................................................................27
Hình 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi lên hàm lượng Polyphenol trong dịch trích
từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có nghĩa ở
mức ý nghĩa P<0.05) .............................................................................................28
Hình 4.3 Ảnh hưởng của nồng độ dung môi lên hàm lượng DPPH trong dịch trích từ
bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có nghĩa ở
mức ý nghĩa P<0.05) .............................................................................................29
Hình 4.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu:dung mơi lên hàm lượng Anthocyanin trong

dịch trích từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có
nghĩa ở mức ý nghĩa P<0.05) ................................................................................30

xi


Hình 4.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ ngun liệu:dung mơi lên hàm lượng Polyphenol trong
dịch trích từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có
nghĩa ở mức ý nghĩa P<0.05) ................................................................................31
Hình 4.6 Ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu:dung môi lên hàm lượng DPPH trong dịch
trích từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có
nghĩa ở mức ý nghĩa P<0.05) ................................................................................31
Hình 4.7 Ảnh hưởng của cơng suất microwave lên hàm lượng Anthocyanin trong dịch
trích từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có
nghĩa ở mức ý nghĩa P<0.05) ................................................................................32
Hình 4.8 Ảnh hưởng của cơng suất microwave lên hàm lượng Polyphenol trong dịch
trích từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có
nghĩa ở mức ý nghĩa P<0.05) ................................................................................33
Hình 4.9 Ảnh hưởng của công suất microwave lên hàm lượng DPPH trong dịch trích
từ bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có nghĩa ở
mức ý nghĩa P<0.05) .............................................................................................34
Hình 4.10 Ảnh hưởng của thời gian lên hàm lượng Anthocyanin trong dịch trích từ
bắp cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có nghĩa ở
mức ý nghĩa P<0.05) .............................................................................................35
Hình 4.11 Ảnh hưởng của thời gian lên hàm lượng Polyphenol trong dịch trích từ bắp
cải tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có nghĩa ở mức ý
nghĩa P<0.05) ........................................................................................................36
Hình 4.12 Ảnh hưởng của thời gian lên hàm lượng DPPH trong dịch trích từ bắp cải
tím (Ghi chú: Các giá trị có cùng chữ cái khơng khác nhau có nghĩa ở mức ý
nghĩa P<0.05) ........................................................................................................37

xii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

MAE: Microwave-assisted extraction
FW: Fresh weight
DW: Dry weight
GAE: Gallic acid equivalent
TE: Trolox equivalent
DPPH: 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

xiii


Chƣơng 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, con người ln có nhu cầu hướng đến những
điều tốt nhất đặc biệt là sức khỏe, sức khỏe là một trong những nhu cầu được đặt lên
hàng đầu, việc ăn uống đầy đủ chất dinh dưỡng, đảm bảo an toàn vệ sinh là điều tiên
quyết. Phẩm màu là một loại phụ gia không thể thiếu trong hầu hết các sản phẩm thực
phẩm trên thị trường hiện nay, nó nâng cao giá trị cảm quan cho sản phẩm, thu hút
người tiêu dùng. Tuy nhiên hiện nay, nhiều nơi đã sử dụng các phẩm màu không đảm
bảo quy định về vệ sinh an toàn thực phẩm vào các sản phẩm mà con người chúng ta
tiêu thụ hằng ngày ―Theo PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh có trao đổi với báo Hà Nội
mới, những thức ăn có chứa phẩm màu trong danh mục được phép sử dụng làm phụ
gia thực phẩm của Bộ Y tế, dưới mức giới hạn dư lượng cho phép, thì khơng gây ảnh
hưởng cho sức khỏe. Tuy nhiên, nếu lạm dụng phẩm màu, hoặc sử dụng các phẩm
màu ngoài danh mục cho phép để chế biến thực phẩm đặc biệt là các phẩm màu tổng

hợp sẽ rất hại, có thể gây ngộ độc cấp tính, tích lũy chất độc lâu ngày dẫn đến ung
thư...‖. Qua đó cho thấy sự nguy hiểm của việc sử dụng các phẩm màu không rõ
nguồn gốc nên việc thay thế những phẩm màu tổng hợp đó bằng những phẩm màu tự
nhiên tốt cho sức khỏe người tiêu dùng là điều đáng được quan tâm.
Anthocyanin là một nhóm gồm các hợp chất phenolic tự nhiên thuộc nhóm
flavonoid và chúng thường có mặt trên những loại rau củ quả khác nhau và chúng
cũng là tác nhân tạo màu trên những rau củ đó với màu đặc trưng là màu đỏ, đỏ tía,
tím và xanh, đây là một loại chất màu tự nhiên với những ưu điểm mà các chất màu
tổng hợp khơng thể thay thế được. Ngồi việc có tác dụng như một chất màu tự nhiên
thì anthocyanin cịn có nhiều lợi ít khác về mặt sức khỏe như là có tác dụng chống oxy
hóa, chống ung thư, phát triển thị giác và chống bệnh tim mạch vành. Có rất nhiều
thực phẩm rau củ quả có chứa anthocyanin, tuy nhiên bắp cải tím (Brassica oleracea
L. var. Capitata f. Rubra) là một loại rau củ có giá trị dinh dưỡng cao và rất phổ biến ở
Việt Nam. Bắp cải tím đặc biệt được trồng nhiều ở Đà Lạt với kĩ thuật trồng đơn giản
gần giống với bắp cải xanh truyền thống. Thời gian trồng đến khi thu hoạch là 3 tháng
và giá thành nguyên liệu rẻ cùng với những chất dinh dưỡng mà chúng mang lại cho
cơ thể con người như là khống, vitamin và đặc biệt bắp cải tím là nguồn giàu
anthocyanin. Từ đó cho thấy bên cạnh việc sử dụng bắp cải tím như một loại rau, việc

1


sử dụng bắp cải tím làm nguyên liệu để trích ly chất màu là một hướng nghiên cứu khả
thi nhằm giải quyết tình trạng sử dụng chất màu tổng hợp khơng rõ nguồn gốc.
Do đó việc nghiên cứu q trình trích ly hợp chất anthocyanin, khảo sát hàm
lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích từ bắp cải tím là tiền đề để
nghiên cứu sản xuất phẩm màu tự nhiên sau này là rất cần thiết.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
Mục tiêu tổng quát của nghiên cứu này là tìm ra quy trình thu nhận dịch trích chứa

anthocyanin nhờ hỗ trợ vi sóng, dịch trích này có thể là cơ sở cho quy trình sản xuất
bột màu sau này.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu:
- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu:dung môi đến hàm lượng anthocyanin,
hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích.
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến hàm lượng anthocyanin, hàm lượng
polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích.
- Khảo sát ảnh hưởng của cơng suất microwave đến hàm lượng anthocyanin, hàm
lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích.
- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tác động microwave đến hàm lượng
anthocyanin, hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của dịch trích.

2


Chƣơng 2. TỔNG QUAN
2.1 ĐỊNH NGHĨA
2.1.1 Anthocyanin
Anthocyanin là một nhóm gồm các hợp chất phenolic tự nhiên thuộc nhóm
flavonoid và là sắc tố có khả năng tan trong nước, chúng được cấu tạo bởi cấu trúc
liên kết α- hoặc β- của anthocyanidin với một loại đường và chúng là nguyên nhân
tạo ra những màu sắc bắt mắt của các loại hoa và rau củ quả [1][2][3][4].
Anthocyanin đặc biệt có chủ yếu ở các lớp ngoài cùng của phần vỏ, trong tế bào
anthocyanin có trong khơng bào ở dạng hạt có kích thước khác nhau, ngược lại
thành tế bào và mơ thịt thì khơng có chứa anthocyanin. [5]. Phân tử anthocyanin tự
nhiên xuất hiện trong thực vật dưới dạng glycoside (gly) trong đó anthocyanidin
liên kết với một nhóm đường, với glucose, galactose, rhamnose, xylose hoặc
arabinose liên kết với aglycon [6]. Anthocyanidin là dẫn xuất polyhydroxy hoặc
polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium: 2 vòng benzoyl (A và B) được phân

tách bằng vòng dị vòng (C), có khoảng 17 anthocyanidin được tìm thấy trong tự
nhiên, chỉ có 6 trong số đó được phân phối rộng rãi: cyanidin (cy), delphinidin
(dp), petunidin (pt), peonidin (peo), pelargonidin (pl), và malvidin, sự khác biệt
giữa các anthocyanidin riêng lẻ đến từ: số lượng và vị trí của các nhóm hydroxyl
(OH), mức độ methyl hóa của các nhóm OH này, bản chất, số lượng và vị trí của
đường gắn vào phân tử và bản chất và số lượng acid aliphatic hoặc acid thơm được
gắn với đường [6][7].

Hình 2.1 Cấu trúc hóa học của Anthocyanin [8]

3


Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của 6 Anthocyanidin phổ biến [8]

Anthocyanin là hợp chất tác dụng sinh học và sự xuất hiện của nó khá phụ thuộc
vào pH [9] anthocyanin thay đổi cấu trúc theo pH, ở pH 1 đến 3, chúng ở dạng cation
flavylium, ổn định nhất và có màu đỏ. Ở pH 5, ở dạng pseudobase khơng bền, không
màu, thông qua trạng thái cân bằng tautomeric được xúc tác nước có thể chuyển thành
chalcone, ở pH 7 đến 8 dạng base quinoidal xanh tím được hình thành [10].

Hình 2.3 Bảng màu sắc thay đổi theo pH của dịch trích bắp cải tím

Thành phần và tính chất anthocyanin cũng như khả năng chống oxy hóa của thực
vật phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện di truyền và môi trường, tuy nhiên điều kiện chế
biến và bảo quản thực phẩm cũng là yếu tố ảnh hưởng chính. Tuy nhiên, cần lưu ý
rằng trong quá trình xử lý, sự ổn định của anthocyanin phụ thuộc vào cấu trúc của
chúng. Nhiệt độ, độ dài của quá trình, sự hiện diện của oxy, ánh sáng, enzyme thực vật
và các hoạt động của vi sinh vật, cũng như các chất và giá trị pH kèm theo ảnh hưởng
đến chu kì nửa phân rã của anthocyanin [11][12]. Về mặt ứng dụng, anthocyanin có

giá trị trong ngành công nghiệp cũng như sức khỏe con người, về mặt công nghiệp

4


anthocyanin được sử dụng rộng rãi trong nghành công nghiệp thực phẩm để tạo màu
cho nước ngọt , mứt và các sản phẩm từ sữa. Chúng được phân loại là E-163 bởi Cộng
đồng Châu Âu và 21 CFR 73 bởi Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ.
Đối với sức khỏe con người đã được báo cáo trong một số nghiên cứu, trong đó họ cho
thấy hoạt tính chống oxy hóa, đặc tính chống ung thư, phát triển thị giác và chống
bệnh tim mạch vành trong anthocyanin [6][13]-[19]. Ở Ý, lượng anthocyanin hàng
ngày được ước tính gần đây nằm trong khoảng từ 25 đến 215mg mỗi người, tùy thuộc
vào chế độ ăn uống, giới tính và độ tuổi [20].
2.1.2 Polyphenol
Các hợp chất phenolic bao gồm phenol đơn giản và acid phenolic, dẫn xuất acid
hydroxycinnamic, stilbene, lignan và flavonoid [21] là các chất có hoạt tính sinh học
có mặt rộng rãi trong các loại thực vật, trong đó nhóm phenolic quan trọng nhất trong
thực phẩm là flavonoid bao gồm chủ yếu là catechin, proanthocyanin, anthocyanidin
và flavon, flavonol và glycoside. Chúng cũng được xem là nguồn chống oxy hóa tự
nhiên rất tốt, chất chống oxy hóa của phenolic khơng chỉ ức chế q trình tự oxy hóa
lipid, mà chúng cịn có khả năng làm chậm q trình oxy hóa lipid bằng cách ức chế
hoạt động của lipoxygenase [22]. Các polyphenol xuất hiện tự nhiên được biết là có
nhiều hoạt tính sinh học. Chúng được tìm thấy là có tiềm năng để sử dụng làm thuốc
trong các bệnh như AIDS, bệnh tim, viêm loét, nhiễm khuẩn, đột biến và rối loạn thần
kinh [23]

Hình 2.4 Cấu trúc hóa học của polyphenol [21]

5

2.1.3 Hoạt tính chống oxy hóa
Để duy trì sự sống của các tế bào trong cơ thể thì việc chuyển hóa oxy là điều rất
cần thiết và bên cạnh đó thì sự quan trọng của q trình oxy hóa trong cơ thể và trong
thực phẩm đã được công nhận rộng rãi [24]. Một chất chống oxy hóa có thể được định
nghĩa là "Bất kỳ chất nào khi có nồng độ thấp so với nồng độ của các chất có khả năng
oxy hóa, có khả năng trì hỗn đáng kể hoặc ức chế q trình oxy hóa của cơ chất đó".
Thơng thường, chất chống oxy hóa được chia thành hai loại, chất chống oxy hóa chính
hoặc chất chống oxy hóa phá vỡ chuỗi và chất chống oxy hóa thứ cấp hoặc chất ngăn
ngừa oxy hóa. Chất chống oxy hóa thứ cấp hoặc chất ngăn ngừa oxy hóa là các hợp
chất làm chậm tốc độ oxy hóa. Các chất chống oxy hóa chính (AH) có thể trì hỗn
hoặc ức chế các bước phản ứng đầu tiên của lipid hoặc ức chế bước tiếp theo bằng
cách phản ứng với các gốc peroxyl hoặc alkoxy.[24]

Hình 2.5 Nhóm AH phản ứng với các gốc peroxyl hoặc alkoxy [24]

Chất chống oxy hóa có nhiều tác dụng sinh học, khơng những chúng có khả năng
loại bỏ các gốc tự do mà cịn điều chỉnh đường truyền tín hiệu tế bào[25].
2.2 NGUYÊN LIỆU BẮP CẢI TÍM
2.2.1 Giới thiệu về họ cải (Brassicaceae)
Họ Brassicaceae hay Cruciferae là một nhóm lớn với 3500 giống loài và nằm
trong 350 chi bao gồm Arabidopsis, Brassica, Camelina, Crambe, Descurainia,
Glaucocarpum, Sinapis và Thlaspi. Trong đó, chi Brassica là chi quan trọng nhất
trong họ Brassicaceae vì nó gồm nhiều giống cây trồng có giá trị quan trọng về mặt
kinh tế và cả trong chế độ ăn uống của con người chúng ta trên toàn thế giới như là
Brassica oleracea L., Brassica napus L. và Brassica rapa L. B. oleracea, trong đó bao
gồm một số loại cây mà ta có thể ăn được như là bơng cải trắng, súp lơ xanh, củ su
hào, cải xoăn, bắp cải và cải Brussel. Trong số những loại rau củ trên thì bắp cải là loại
rau củ lâu đời nhất và đã được sử dụng trong ẩm thực châu Âu hơn 4000 năm, chúng
được phân loại thành bắp cải xanh lá cây (bắp cải York, bắp cải tròn, bắp cải xoăn),

bắp cải trắng (bắp cải Coleslaw) và bắp cải đỏ/tím [26].

6


2.2.2 Giới thiệu về bắp cải tím (Brassica oleracea L. var. Capitata f. Rubra)

Hình 2.6 Bắp cải tím

Bắp cải tím (Brassica oleracea L. var. Capitata f. Rubra) là một loại rau bản
địa của khu vực Địa Trung Hải và Tây Nam Châu Âu và bây giờ thì nó đang phát
triển trên nhiều khu vực trên thế giới. Bắp cải đỏ thuộc họ Brassicaceae, sản lượng
trái tươi hằng năm của nó đạt khoảng 68 triệu tấn từ 3.1 triệu ha tại hơn 130 quốc
gia [27]. Bắp cải tím là loại rau củ có giá trị dinh dưỡng cao vì những chất dinh
dưỡng mà chúng mang lại cho cơ thể con người như là khoáng, vitamin,
oligosaccharide và một số thành phần hoạt tính sinh học như là anthocyanin,
flavonol và glucosinolate [28][13][29], đặc biệt bắp cải tím là nguồn giàu các hợp
chất phenolic với anthocyanin là loại phong phú nhất [14][30][31][32].
Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng trong 100g bắp cải tím [33]

100 g bắp cải tím cung cấp 196.5 mg
Polyphenol trong đó 28.3 mg là Anthocyanin; 254
mg/100g F.W
Polyphenol
Polyphenol tổng 139.3 mg GAE/100g F.W; 322
mg/100g
Vitamin C

57 mg

Ca

44.5 mg; 0.56 g/100g D.W

Mg

14 mg; 0.13 g/100g D.W

Fe

0.45 mg; 53.17 g/100g D.W

Cu

0.031 mg; 4.92 g/100g D.W
9.42±0.53 mgkg-1 D.W

7


Zn

0.19 mg; 114±18.08 mgkg-1 D.W

Mn

0.2 mg; 23.1±5.4 mgkg-1 D.W

Ni

10 µg

Anthocyanin là một trong những nhóm hóa chất thực vật chính trong bắp cải
tím, về cấu trúc hóa học của anthocyanin trong bắp cải tím đa số được biết đến đều
có cyanidin là aglycon, glycosyl hóa chủ yếu với glucose và sophorose
(diglucoside) được acyl hóa với các acid thơm và aliphatic khác nhau [14][32]. Có
từ 9 đến 36 dẫn xuất anthocyanin khác nhau được phát hiện trong bắp cải tím,
trong đó dẫn xuất cyanidin-3-diglucoside-5-glucoside với các nhóm acyl hóa khác
nhau được liên kết với diglucoside chủ yếu là sinapoyl esters [14][32][34].

Hình 2.7 36 dẫn xuất Anthocyanin được phát hiện trong bắp cải tím [14]

8


Đã có nghiên cứu cho thấy rằng bắp cải tím là một nguồn giàu anthocyanin
được acyl hóa, chúng cung cấp chất chống oxy hóa tiềm năng [35], ngồi ra trong
chiết xuất bắp cải tím cũng được báo cáo là có sự hiện diện của các chất chống oxy
hóa tự nhiên như là acid ascorbic, α-tocopherol, β-carotene, lutein..v..v..[28], đã có
nghiên cứu cho thấy rằng hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất phenolic trong
bắp cải tím cao hơn so với bắp cải trắng [36] và polyphenol bắp cải tím có tác dụng
làm giảm nồng độ cholesterol trong hồng cầu [37]. Tuy nhiên các hoạt tính sinh
học của bắp cải tím có thể bị mất trong q trình nấu vì khi nấu các hoạt chất sinh
học tan trong nước rất nhiều, sau khi nấu bắp cải được làm ráo và bỏ phần nước thì
các hoạt tính sinh học trong nước cũng sẽ mất theo [38].
Trong y học, bắp cải tím có tác dụng tốt cho việc phịng bệnh thối hóa thần
kinh như là bệnh Alzheimer [39]. Về mặt cơng nghiệp thì bắp cải tím là một nguồn
tuyệt vời để tạo màu thực phẩm và hàm lượng anthocyanin cao (1111–1780 mg
Cy3G/100 g DW) nên bắp cải tím là một loại rau phù hợp để làm thuốc nhuộm tự
nhiên cho các sản phẩm thực phẩm [40].

2.3 TRÍCH LY
2.3.1 Định nghĩa
Trích ly là q trình mà tại đó các thành phần mong muốn ở trong ngun liệu
được tách ra bởi dung mơi trích ly. Cách chính để trích ly các thành phần hữu cơ mong
muốn đối với các nhà sinh học và nhà nghiên cứu y học là phá vỡ tế bào. Tế bào được
phá vỡ bằng nhiều cách khác nhau, phương pháp sử dụng phụ thuộc vào loại mô của
nguyên liệu được sử dụng [41]. Các hợp chất tan trong nước được trích ly trong dung
môi đệm hoặc nước. Các hợp chất hữu cơ được chiết xuất bằng dung môi hữu cơ [42].
2.3.2 Các phƣơng pháp trích ly
Hiện nay có rất nhiều phương pháp được dùng để trích ly gồm:
 Phương pháp ngâm
Phương pháp này liên quan đến việc ngâm và khuấy trộn các chất hòa tan và
nguyên liệu thực vật với nhau. Các dung mơi sau đó được lấy ra, các cặn được lấy ra
bằng cách vắt hoặc ly tâm. Phương pháp này khơng hồn tồn trích ly được hết các
thành phần hoạt tính có trong các ngun liệu thực vật [41].

9


 Phương pháp thẩm thấu
Phương pháp này nguyên liệu thực vật được làm ẩm bằng dung mơi sau đó ngun
liệu được rửa lại bằng dung mơi trích ly cho đến khi tất cả các thành phần hoạt tính
được trích ly hồn tồn. Dung mơi được tái sử dụng cho đến khi bão hịa. Phương
pháp này có hiệu quả hơn trong việc thu được các thành phần hoạt tính trong nguyên
liệu hơn so với phương pháp ngâm [41].
 Phương pháp thẩm thấu lạnh
Đây là phương pháp trích ly truyền thống được sử dụng bởi các nhà thảo dược trên
toàn thế giới. Dùng một bình hoặc ống ngưng tụ, đáy ống có đế được đục lỗ chứa
nguyên liệu thực vật dạng bột, dung mơi được đổ vào đỉnh ống nơi nó ngấm qua mẫu
thực vật lọc ra dịch chiết và sau đó thốt ra khỏi đáy ống vào bình [41].

 Phương pháp trích ly ngược dịng
Đây là một q trình trích ly có hiệu quả cao bởi các dịng dung mơi chảy theo
hướng ngược lại với nguyên liệu. Không giống như phương pháp ngâm và thẩm thấu,
đấy là các q trình trích ly từng đợt, trong khi phương pháp này là liên tục. Máy có
bộ phận trích ly hình xoắn ốc và thiết bị trích ly ngược dịng dạng băng chuyền là hai
loại thiết bị được sử dụng để trích ly ngược dịng [41].

Hình 2.8 Thiết bị trích ly ngược dịng có bộ phận trích ly hình xoắn ốc [44]

10


Hình 2.9 Thiết bị trích ly ngược dịng dạng băng chuyền [45]

 Phương pháp trích ly bằng khí siêu tới hạn
Đây là phương pháp trích ly các hoạt chất bằng việc sử dụng khí ở trạng thái siêu
tới hạn. Nguyên liệu thực vật được đặt trong một bình chứa đầy khí dưới nhiệt độ
được kiểm sốt và áp suất cao. Khí hịa tan các thành phần hoạt tính có trong nguyên
liệu sau đó đi vào một buồng có áp suất và nhiệt độ thấp hơn để tách ra. Dịch trích kết
tủa và được loại bỏ thông qua một van ở dưới cùng của buồng. Các khí sau đó được tái
sử dụng, khí thích hợp cho trích ly siêu tới hạn bao gồm carbon dioxide, nitơ, metan,
charic, ethylene, nitơ oxit, sulfur dioxide, propan, propylene, armoniac, và
hexafluoride. Một lợi thế của phương pháp trích ly siêu tới hạn là nó có thể diễn ra ở
nhiệt độ thấp, do đó có thể giữ được chất lượng của các thành phần nhạy cảm với nhiệt
độ.

11


Hình 2.10 Thiết bị trích ly bằng khí siêu tới hạn [46]

 Phương pháp chưng cất hơi
Chưng cất hơi nước là một phương pháp khác để trích ly các hoạt chất từ các dược
liệu. Nguyên liệu thực vật được nạp vào các tấm đục lỗ trong bể hình trụ, và hơi nước
được bơm từ bên dưới. Hơi nước hòa tan các chất mong muốn trong nguyên liệu sau
đó đi vào bình ngưng tụ nơi đó hơi được ngưng tụ lại thành chất lỏng. Dịch ngưng tụ
được chuyển vào một cái bình, nơi đó dịch trích được đưa lên đỉnh hoặc lắng xuống
đáy và được tách ra khỏi nước. Quá trình chưng cất hồn tất khi khơng cịn dịch trích
nữa trong bình ngưng tụ, nước có thể được tái sử dụng và dịch chiết được tinh lọc
thơng qua q trình ly tâm và lọc [41].

12