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

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
*

KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN CHIẾT MANGIFERIN TỪ LÁ XOÀI
BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM VÀ ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG
VÀO THỰC PHẨM

SVTH: HỒ THỊ NGỌC HÀ

Đà Nẵng – Năm 2017


TÓM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phương pháp siêu âm
và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà
Số thẻ SV: 107120122
Lớp 12H2
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận
Q trình chiết mangiferin từ lá xồi đã được khảo sát đơn biến với các điều kiện
thích hợp: nồng độ dung môi 700, tỉ lệ v/w 20:1, chế độ siêu âm ở biên độ 80%, chu kỳ
0,8 giây, thời gian 20 phút và tiến hành tối ưu theo mơ hình Box Behnken và phần mềm
DOE. Phương trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thụ quang và các biến

độc lập như 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 v/w (ml/g) và X3 là thời gian siêu âm (phút). Điều kiện tối ưu để có
hiệu suất trích ly cao nhất theo tính tốn là: nồng độ ethanol 66,30, tỉ lệ v/w 30:1, thời
gian trích ly 17,1 phút, dưới bức xạ siêu âm 200W với chu kì 0,8 và biên độ 80%. Dưới
điều kiện tối ưu thì độ hấp thụ quang của dịch chiết đạt 0,7204 Abs.
Hàm lượng mangiferin trong dịch chiết được định lượng bằng phương pháp HPLC
đạt 59,427 mg/g. Bên cạnh mangiferin thì trong dịch chiết cịn định tính được rất nhiều
hợp chất sinh học khác có lợi cho sức khỏe như phenol, tannin, terpenoid,
v.v. Dịch chiết thể hiện khả năng kháng oxy hóa bằng 73,21% so với vitamin C. Trên
cơ sở đó, chúng tơi đề xuất quy trình chiết mangiferin từ lá xoài bằng phương pháp siêu
âm và đề xuất ứng dụng mangiferin vào sản phẩm bánh qui nướng dành cho người mắc
bệnh tiểu đường.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Hồ Thị Ngọc Hà

Số thẻ sinh viên: 107120122

Lớp: 12H2

Khoa: Hóa
Ngành: Cơng nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài đồ án: Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phương pháp
siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm.
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
-

Lời mở đầu

-

Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận

-

Tài liệu tham khảo

- Phụ lục
5. Các bản vẽ, đồ thị ( Không )
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:

20/01/20117

8. Ngày hồn thành đồ án:

22/05/2017

Trƣởng Bộ mơn ……………………..

Đà Nẵng, ngày 22 tháng 05 năm 2017
Ngƣời hƣớng dẫn


LỜI NÓI ĐẦU
Sau gần 5 tháng thực hiện đề tài “Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài
bằng phương pháp siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm”, với sự hướng dẫn của
cô Nguyễn Thị Trúc Loan, em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình.
Lời đầu tiên, em xin gởi lời cảm ơn đến các thầy cơ trong Khoa Hóa - Trường Đại
học Bách Khoa Đà Nẵng nói chung, Bộ mơn Cơng 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 hồn thành đúng tiến độ chương 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 nhưng cô đã dành nhiều thời
gian hướng dẫn và chỉ bảo em tận tình từ bước bắt đầu chọn đề tài, thực hiện đề tài và
kết thúc đề tài. Cơ ln góp ý, sửa sai sót, giúp em nắm bắt kĩ lưỡng 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 trường Cao đẳng Lương thực – thực phẩm) đã tạo điều kiện về phịng thí nghiệm,
trang thiết bị để em có thể hồn 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 22 tháng 05 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Hồ Thị Ngọc Hà

i


CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu sử dụng
phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đã cơng bố theo đúng quy định. Các kết
quả nghiên cứu trong đồ án do tơi tự thực hiện, phân tích một cách trung thực, khách
quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa từng được công bố
trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.
Tác giả
Hồ Thị Ngọc Hà

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................................i
CAM ĐOAN................................................................................................................... ii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii
DANH SÁCH HÌNH VẼ................................................................................................vi
DANH SÁCH BẢNG................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ............................................................................................ 3
1.1 Tổng quan về cây xoài ............................................................................................. 3
1.1.1 Đặc điểm thực vật và sự phân bố của cây xoài....................................................... 3

1.1.2 Thành phần hóa học của cây xồi ........................................................................... 3
1.1.3 Cơng dụng của cây xồi.......................................................................................... 4
1.2 Tìm hiểu về mangiferin ........................................................................................... 4
1.2.1 Thành phần hóa học và cấu trúc của mangiferin .................................................... 5
1.2.2 Tính chất của mangiferin ........................................................................................ 5
1.2.3 Tác dụng của mangiferin ........................................................................................ 5
1.2.4 Một số ứng dụng của mangiferin ............................................................................ 6
1.2.5 Nguồn thu nhận và các phương pháp chiết tách mangiferin .................................. 7
1.3 Sóng siêu âm ............................................................................................................. 8
1.3.1 Định nghĩa .............................................................................................................. 8
1.3.2 Các thơng số của q trình siêu âm ........................................................................ 9
1.3.3 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm .................................................................... 9
1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly bằng siêu âm .................................. 10
1.4 Phƣơng pháp tối ƣu hóa ...................................................................................... 11
1.5 Một số cơng trình nghiên cứu về mangiferin ...................................................... 12
1.5.1 Một số cơng trình nghiên cứu tại Việt Nam ........................................................ 12
1.5.2 Một số cơng 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 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị ................................................................................ 16
2.2.1 Máy móc, thiết bị .................................................................................................. 16
iii


2.2.2 Dụng cụ................................................................................................................. 17
2.2.3 Hóa chất ................................................................................................................ 17
2.3 Nội dung nghiên cứu.............................................................................................. 17
2.3.1 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 17
2.3.2 Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 17
2.3.3 Xác định một số thành phần hóa học chính của lá xồi ....................................... 17

2.3.4 Xây dựng đường chuẩn mangiferin bằng phương pháp đo quang ....................... 19
2.3.5 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng chính đến hiệu suất chiết .......................................... 20
2.3.6 Tối ưu hóa điều kiện chiết tách mangiferin từ lá xoài .......................................... 22
2.3.7 Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết ................................................. 22
2.3.8 Định tính, định lượng mangiferin bằng phương pháp HPLC ............................... 23
2.4 Phƣơng pháp xử lí số liệu ..................................................................................... 24
Chƣơng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................. 25
3.1 So sánh hàm lƣợng magiferin trên các loại lá xoài ở các giai đoạn sinh trƣởng
khác nhau ..................................................................................................................... 25
3.2 Xác định một số thành phần hóa học chính của lá xồi ..................................... 25
3.2.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu ................................................................................. 26
3.2.2 Xác định hàm lượng tro ........................................................................................ 26
3.2.3 Xác định hàm lượng chất xơ ................................................................................. 26
3.2.4 Xác định hàm lượng đường khử ........................................................................... 27
3.2.5 Xác định hàm lượng đường saccharose ................................................................ 27
3.2.6 Xác định hàm lượng tinh bột ................................................................................ 27
3.2.7 Xác định hàm lượng protein ................................................................................. 27
3.2.8 Xác định hàm lượng polyphenol tổng số .............................................................. 28
3.2.9 Tổng kết một số thành phần hóa học của lá xoài.................................................. 28
3.3 Xây dựng đƣờng chuẩn để xác định hàm lƣợng mangiferin bằng phƣơng
pháp đo quang .............................................................................................................. 29
3.3.1 Khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại của dung dịch mangiferin chuẩn ................ 29
3.3.2 Khảo sát bước sóng hấp thụ cực đại của dịch chiết lá xoài .................................. 30
3.3.3 Xây dựng đường chuẩn để xác định hàm lượng mangiferin ................................ 30
3.4 Khảo sát đơn biến các yếu tố ảnh hƣởng đến việc trích ly mangiferin từ lá
xồi ................................................................................................................................ 31
3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung môi ......................................................... 32
3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ dung môi/nguyên liệu(v/w) .......................................... 33
3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm ........................................................... 34
3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của biên độ siêu âm ............................................................. 35

3.4.5 Khảo sát ảnh hưởng của chu kì đóngivngắt............................................................ 36


3.5 Tối ƣu hóa q trình chiết mangiferin từ lá xoài bằng phƣơng pháp bề mặt
đáp ứng RSM ............................................................................................................... 37
3.6 Xác định sự có mặt của các chất trong dịch chiết và thử hoạt tính kháng oxi
hóa của dịch chiết ........................................................................................................ 42
3.7 Định tính và định lƣợng hàm lƣợng mangiferin trong dịch chiết bằng HPLC
.......................................................................................................................................43
3.7.1 Định tính mangiferin trong dịch chiết lá xoài ...................................................... 43
3.7.2 Định lượng mangiferin trong dịch chiết lá xồi ................................................... 45
3.8 Đề xuất quy trình cơng nghệ thu nhận mangiferin từ lá xoài ........................... 46
3.9 Đề xuất ứng dụng sản phẩm bánh quy nƣớng cho ngƣời tiểu đƣờng ............... 47
Chƣơng 4. KẾT LUẬN .............................................................................................. 49
4.1 Kết luận .................................................................................................................. 49
4.2 Kiến nghị ................................................................................................................ 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 50
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
PHỤ LỤC 3

v


DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Hình ảnh cây xồi ............................................................................................. 3
Hình 1.2 Các hợp chất nhóm xanthon phân lập từ chi Mangifera L ............................... 4
Hình 1.3 Cơng thức của mangiferin ................................................................................ 5
Hình 1.4 Một số bài thuốc từ lá xồi và mangiferin ........................................................ 6
Hình 1.5 Sơ đồ phân loại sóng âm ................................................................................... 9

Hình 1.6 Quá trình hình thành, phát triển và vỡ của bọt khí ......................................... 10
Hình 1.7 Cách bố trí các thí nghiệm theo mơ hình Box Behnken ................................. 12
Hình 2.1 Hình ảnh bột lá xồi sau khi nghiền ............................................................... 16
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ................................................................................... 18
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn bước sóng hấp thụ cực đại của dung dịch mangiferin chuẩn
.......................................................................................................................................29
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn bước sóng hấp thụ cực đại của dịch chiết lá xồi ................ 30
Hình 3.3 Đường chuẩn dung dịch mangiferin chuẩn xây dựng theo phương pháp đo
quang ............................................................................................................................. 31
Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ dung mơi đến OD ..................... 32
Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ v/w đến OD ..................................... 33
Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian đến OD .................................... 34
Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của biên độ siêu âm đến OD ......................... 35
Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chu kì đóng ngắt đến OD........................ 36
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 ...................................................................................................... 41
Hình 3.10 Kết quả điều kiện tối ưu để đạt hiệu suất chiết cao nhất .............................. 41
Hình 3.11 Sắc ký đồ của dung dịch mangiferin chuẩn .................................................. 44
Hình 3.12 Sắc ký đồ của dịch chiết lá xồi ................................................................... 44
Hình 3.13 Đường chuẩn dung dịch mangiferin chuẩn xây dựng theo phương pháp
HPLC ............................................................................................................................. 45
Hình 3.14 Đề xuất quy trình cơng nghệ thu nhận mangiferin từ lá xồi ....................... 46

vi


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 3.1 Độ hấp thụ quang của các dịch chiết ở các loại lá khác nhau ........................ 25
Bảng 3.2 Kết quả xác định độ ẩm của lá xoài ............................................................... 26
Bảng 3.3 Kết quả xác định hàm lượng tro của lá xoài .................................................. 26

Bảng 3.4 Kết quả xác định hàm lượng chất xơ ............................................................. 26
Bảng 3.5 Kết quả xác định hàm lượng đường khử ........................................................ 27
Bảng 3.6 Kết quả xác định hàm lượng đường saccharose. ............................................ 27
Bảng 3.7 Kết quả xác định hàm lượng tinh bột ............................................................. 27
Bảng 3.8 Kết quả xác định hàm lượng polyphenol tổng số........................................... 28
Bảng 3.9 Một số thành phần hóa học chính của lá xoài. ............................................... 28
Bảng 3.10 Độ hấp thụ quang của dãy các dung dịch chuẩn mangiferin ....................... 31
Bảng 3.11 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đến dộ hấp thụ quang của dịch
chiết ............................................................................................................................... 32
Bảng 3.12 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ v/w đến độ hấp thụ quang của dịch
chiết ............................................................................................................................... 33
Bảng 3.13 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến độ hấp thụ quang của dịch
chiết ............................................................................................................................... 34
Bảng 3.14 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của biên độ siêu âm đến độ hấp thụ quang của
dịch chiết........................................................................................................................ 35
Bảng 3.15 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chu kì đóng ngắt đến độ hấp thụ quang của
dịch chiết........................................................................................................................ 36
Bảng 3.16 Nhân tố và các mức độ bố trí thí nghiệm theo mơ hình Box- Behnken ....... 37
Bảng 3.17 Thí nghiệm được bố trí theo mơ hình Box-Behnken và độ hấp thụ quang
của dịch chiết thu được .................................................................................................. 38
Bảng 3.18 Kiểm tra mức độ ý nghĩa của các hệ số hồi quy cho quá trình chiết ........... 39
Bảng 3.19 Phân tích phương sai (ANOVA) của phương trình hồi quy cho quá trình
chiết siêu âm .................................................................................................................. 40
Bảng 3.20 Kết quả xác định sự có mặt của các các chất ............................................... 42
Bảng 3.21 Kết quả khảo sát khả năng kháng OXH của dịch chiết ................................ 43
Bảng 3.22 Kết quả so sánh thời gian lưu của các mẫu dung dịch ................................. 44
Bảng 3.23 Diện tích peak (S) của dung dịch chuẩn mangiferin ở các nồng độ khác
nhau ............................................................................................................................... 45
Bảng 3.24 Kết quả diện tích peak của các mẫu dịch chiết lá xồi ................................ 46
Bảng 3.25 Cơng thức phối liệu dự kiện bánh quy gạo lứt mè đen ................................ 47

vii


DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
v/w
RSM
UV- Vis

Dung môi/nguyên liệu
Response surface method
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

Ngun liệu

CK

Chất khơ

OXH

Oxi hóa

viii


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

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 khơng ngừng tìm ra các phương pháp mới,
ngun 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 xồi có rất nhiều chất quý hiếm và các
nguyên tố vi lượng, trong đó phải kể đến mangiferin, một xanthon glycoside. Ở Việt
Nam, mangiferin được chiết xuất từ một số loại thực vật như trong lá trầm hương với
hàm lượng khoảng 17,16 mg/g [27], trong cây quéo chiếm khảng 40–50 mg/g [3] và đặc
biệt hàm lượng mangiferin trong lá xoài chiếm khoảng 58,46 mg/g [21]. Chính vì vậy
việc sử dụng lá xồi để trích ly mangiferin sẽ cho hiệu suất cao hơn, nguyên liệu dễ
kiếm, rẻ tiền và có thể sử dụng để trích ly ở quy mơ cơng nghiệp.
Mangiferin là một loại dược phẩm có ý nghĩa quan trọng trong việc ức chế chuyển
glucogen thành gluco, giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường [27]. Theo thống kê của Tổ
chức Y tế thế giới tại Việt Nam, số lượng người tử vong do mắc bệnh tiểu đường gấp 3
lần so với số người mắc bệnh HIV/AIDS hay lao, gấp 10 lần so với số người mắc bệnh
sốt rét [28]. Trước 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 đường ngày càng cao.
Xét thấy sóng siêu âm lan truyền trong môi trường chất lỏng sinh ra một nguồn
năng lượng lớn, nếu kết hợp quá trình ngâm dung mơi và siêu âm đồng thời cùng một
lúc thì hiệu quả của q trình có thể được nâng cao, rút ngắn được thời gian chiết. Chính
vì vậy, năm 2014 ở Trung Quốc, Cuba, các nhà khoa học cũng đã tìm ra phương pháp

chiết tách mangiferin từ lá xoài bằng phương pháp siêu âm sử dụng dung môi ethanol
nhằm nâng cao hiệu quả trích ly, tiết kiệm thời gian và chi phí lao động [21].
Mặt khác, diện tích trồng xồi ở Việt Nam khá lớn, với diện tích hơn 87.000 ha và
sản lượng 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 như tận dụng tối đa nguồn phế liệu lá
bị cắt tỉa sau mỗi mùa vụ, dưới sự hướng 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 phương pháp
siêu âm và đề xuất ứng dụng vào thực phẩm”, nhằm góp phần tìm ra nhiều phương 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 xồi.
❖ Mục đích nghiên cứu của đề tài:
+ Xác định một số thành phần hóa học chính trong lá xồi.
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

1


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

+ Khảo sát đơn biến các yếu tố ảnh hưởng đến q trình chiết xuất mangiferin từ lá
xồi bằng phương pháp siêu âm.
+ Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng chính đến q trình trích ly mangiferin từ lá xồi
bằng phương pháp RSM.
+ Định tính và định lượng mangiferin trong dịch chiết lá xoài bằng HPLC.
+ Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết.
+ Ứng dụng bổ sung mangiferin vào sản phẩm thực phẩm.
❖ Mục tiêu đề tài: Tìm ra điều kiện chiết tối ưu mangiferin từ lá xoài bằng phương
pháp siêu âm.

❖ Phạm vi và đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu và khảo sát trên các loại lá xoài
khác nhau thu hái tại khu vực Tp. Đà Nẵng.
❖ Phương pháp nghiên cứu: phương pháp vật lý, phương pháp hóa lý, phương pháp
hóa học, hóa sinh và phương pháp xử lý số liệu như excel, minitab.
❖ Cấu trúc đồ án tốt nghiệp: Gồm gồm 4 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Chương 4: Kết luận

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

2


Khảo sát điều kiện chiết mangiferin từ lá xoài bằng phương 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 xồi
Chi Xồi có tên khoa học là Mangifera Indica L,
tên Tiếng Anh: Mango, Common mango, Indian mango,
thuộc họ Đào lộn hột (Anacadiaceae), cịn có tên gọi
khác là quả sài, có nguồn gốc ở Nam và Đông Nam Á,
bao gồm miền đơng Ấn Độ, Myanma, Bangladesh [29].
Xồi là một trong những lồi cây ăn quả có giá trị kinh

Hình 1.1 Hình ảnh cây xoài

tế cao được trồng nhiều ở các nước vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới.
Xoài là loại cây thân gỗ có kích thước lớn, cao từ 8-10 m, có thể đến 20m. Tán cây
lớn hoặc nhỏ tùy theo giống. Lá đơn, nguyên, mọc so le, phiến lá hình thn 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 [3]. Tùy theo
loại giống xồi khác nhau mà chúng có những đặc điểm hình thái riêng đặc trưng.
Trên thế giới hiện nay có 87 nước trồng xồi với diện tích khoảng 1,8 – 2,2 triệu
hécta với khoảng 50 loài. Vùng Châu Á chiếm 2/3 diện tích trồng xồi trên thế giới,
trong đó đứng đầu là Ấn Độ (chiếm gần 70% sản lượng xoài thế giới với 9,3 triệu tấn),
Thái Lan, Pakistan, Philippin, Miền Nam Trung Quốc v.v.
Ở Việt Nam vùng trồng xoài tập trung là từ Bình Định trở vào, nhiều nhất là các
tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long như: Tiền Giang (trên 6000 ha, trong đó đang cho trái
4000 ha), Đồng Tháp, Vĩnh Long, Cần Thơ v.v. Một số giống xoài phổ biến hiện nay ở
nước ta như: xồi cát Hịa Lộc, xoài Cát Chu, xoài Thơm, xoài Bưởi (xoài ghép), xoài
Tượng, xồi Vơi, xồi Gịn, xồi Thanh Ca v.v.
Ở một số tỉnh miền Bắc cịn có một số giống thuộc chi xồi như cây Qo (có quả
hình dẹt, đầu quả cong như có mỏ, vị chua) và cây Muỗm (có kích thước quả nhỏ hơn
xoài, vị hơi chua) [3].
1.1.2 Thành phần hóa học của cây xồi
Nhiều cơng trình nghiên cứu cho biết trong lá và thân cây xoài, ngoài các hợp
chất thơng thường như chlorofyll, protein, muối khống, chất xơ thì nhóm hợp chất
được nhiều người quan tâm nghiên cứu đó là các hợp chất polyphenol [3].
Hợp chất polyphenol trong cây xồi gồm 3 nhóm:
- Nhóm tannin gồm các chất như acid gallic, metylgallat, acid ellagic, acid digallic.
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

3


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

- Các flavonoid gồm các chất chủ yếu như fisetin, quercetin, isoquercetin, astragalin

chỉ có ở tỷ lệ rất thấp và thất thường.
Đặc biệt phải kể đến xanthonoid, đây là nhóm chủ yếu xét cả về hàm lượng lẫn giá
trị khoa học. Trong nhóm này mangiferin là chất tiêu biểu. Ngồi ra, cịn có
isomangiferin và homomangiferin thường 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 được thay bằng liên kết O-glycosid hoặc C-glycosid với 1 phân tử
đường. Trong đó mangiferin là hoạt chất có hàm lượng khá cao và cũng là chất có nhiều
tác dụng sinh học như: kháng virut, đái tháo đường, chống viêm, điều hịa miễn dịch.
Hình 1.2 Các hợp chất nhóm xanthon phân lập từ chi Mangifera L

1.1.3 Cơng dụng của cây xồi
Ngồi việc cung cấp các chất dinh dưỡng như vitamin A, vitamin B6, vitamin E,
pectin, phốt pho, kali và magiê thì hàm lượng pectin và vitamin C cao có trong quả xồi
giúp làm giảm huyết áp, tăng cường miễn dịch, thanh nhiệt, 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 ngồi, giảm táo bón.
Vỏ quả xồi dùng để cầm máu, chống xuất huyết, rong kinh, bạch đới, khái huyết,
chảy máu ruột. Lá xoài được dùng để trị các bệnh đường hô hấp trên như ho, viêm phế
quản, tiêu chảy kiết lỵ, viêm ngứa ngoài da. Sắc uống lá xoài có tác dụng làm bình
thường hóa nồng độ insulin trong máu, tốt cho người bị bệnh đái tháo đường. Theo các
chuyên gia dinh dưỡng Ấn Độ, đối với những người bị bệnh đái tháo đường, chỉ cần đun
sôi 5 - 6 lá quả xoài trong nước khoảng 15 phút, ngâm qua đêm và uống nước sắc lọc từ
nước nấu lá quả xồi này vào buổi sáng sẽ giúp điều hịa hàm lượng insulin. Kết quả

nghiên cứu ban đầu của Đại học Queensland (Úc) cho thấy một số hợp chất trong xồi
có tác dụng chữa bệnh tương tự như các loại thuốc trị tiểu đường và làm giảm
cholesterol. Chính vì thế, nhiều bác sĩ Châu Âu đã sử dụng lá xoài như một phương
thuốc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường vơ cùng hiệu quả.
1.2 Tìm hiểu về mangiferin

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

4


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

1.2.1 Thành phần hóa học và cấu trúc của mangiferin
Mangiferin là một xanthonoid có cơng thức hóa học là: C19H18O11 (M= 442,35),
được Wiechowski (1923) phân lập từ vỏ cây Mangifera indica L và được Iseda (1957)
xây dựng cấu trúc. Sau đó Ramanahan và Sechadi (1960) đã nghiên cứu điều chỉnh lại
cấu trúc. Cấu trúc được 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 Cơng thức của mangiferin
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
như khơng tan trong nước ở nhiệt độ thường, không tan trong các dung môi khơng phân
cực. Trong tự nhiên nó tồn tại dưới dạng liên kết với các đường, tan nhiều trong nước
nóng, hỗn hợp ethanol – H2O, aceton – H2O, dioxan – nước nóng, hồ 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 bước sóng (241, 258, 316, 365nm). Có thể định tính bằng sắc
kí bản mỏng: với hệ dung mơi n-butanol: acid acetic: H2O ( 4:1:2,2) cho Rf = 0,77 [3]
hay bằng sắc kí lỏng cao áp HPLC [23].
1.2.3 Tác dụng của mangiferin
Mangiferin được xem là một loại dược phẩm có ý nghĩa rất lớn trong việc ức chế
sự phát triển của một số virus gây các bệnh ngoài da như bệnh Herpes, eczema, zona,
thuỷ đậu, bệnh ở miệng v.v. Các nghiên cứu ở phịng thí nghiệm đã chứng minh
mangiferin có khả năng ngăn chặn tăng cholesterol tồn phần và cholesterol xấu trong
máu, thúc đẩy phân giải lipid, do vậy ngừa được những nguyên nhân chính gây ra các
bệnh tim mạch như mỡ máu cao, xơ vữa động mạch.
Mangiferin còn được 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 đường huyết cao do dư thừa carbohydrate hoặc sản sinh glucose
quá mức. Chất mangiferin kích thích tế bào tuyến tuỵ bài tiết insulin, làm tăng độ nhạy

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

5


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

cảm của mô tế bào với insulin, ức chế sự tạo đường mới ở gan và cơ, giảm nguy cơ
mắc bệnh tiểu đường [27].
1.2.4 Một số ứng dụng của mangiferin

• Trong Y học:
Xuất phát từ những bài thuốc đơng y, khi khoa học và công nghệ phát triển, vỏ
thân, vỏ cành, lá xoài đã được nghiên cứu và dùng để chiết xuất dịch chiết toàn phần
hoặc chiết mangiferin tinh khiết làm thuốc.
Trên thị trường Cuba hiện có chế phẩm Vimang®, được sử dụng như 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 trường 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 như: 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 xồi và mangiferin
• Trong thực phẩm:
Thực tế hiện nay, tiểu đường đang là một trong mười nguyên nhân chính gây tử
vong hàng đầu ở hầu hết các quốc gia trên thế giới. PGS.TS Tạ Văn Bình- Chủ tịch Hội
Người giáo dục bệnh tiểu đường Việt Nam, đã phát biểu: “Việt Nam khơng phải là quốc
gia có tỷ lệ bệnh tiểu đường lớn nhất thế giới, nhưng bệnh tiểu đường ở Việt Nam phát
triển nhanh nhất thế giới”. Một thực tế cho thấy, những người mắc bệnh tiểu đường ở
nước ta đang có xu hướng trẻ hóa, thường ở độ tuổi từ 30-65. Tiểu đường được coi là
một căn bệnh “giết người thầm lặng”, gây tỉ lệ tử vong cao hơn ung thư hay HIV. Dù
tiểu đường là một căn bệnh được xếp vào hàng nguy hiểm, nhưng nhiều người bệnh lại
rất thờ ơ, thậm chí cịn coi thường căn bệnh này, một minh chứng cho vấn đề này là:
“2/3 số người mắc bệnh tiểu đường, khơng biết mình mắc bệnh”.
Nhận thấy mangiferin có nhiều tác dụng hiệu quả đối với sức khỏe con người, đặc
biệt trong việc điều trị phòng chống bệnh tiểu đường, vì thế hiện nay người ta đã

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

6


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

ứng dụng sản xuất các sản phẩm trà từ cây trầm hương nhằm hỗ trợ điều trị, phòng
ngừa bệnh tiểu đường [27].
1.2.5 Nguồn thu nhận và các phương pháp chiết tách mangiferin
1.2.5.1 Nguồn thu nhận mangiferin
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 như nhằm tận dụng được 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 được thu hái và sấy khô rồi bảo quản để sử dụng dần. Nhiều cơng 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 lượng mangiferin cao nhất. Lúc này cũng phù hợp với mùa thu hoạch lá.
Vì để bảo vệ quả, trong mùa thu hoạch quả người ta khơng thu hái lá [40].
Lá xồi chứa các thành phần như 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 người [6].
1.2.5.2 Các phương pháp chiết tách mangiferin
a) Chiết tách bằng phƣơng pháp truyền thống
• Nguyên tắc: Sử dụng hệ thống chiết soxlet hoặc ngâm dầm để chiết tách mangiferin
với dung mơi thơng thường là ethanol.
• Ưu điểm: Đây là phương pháp chiết tách khá đơn giản, rẻ tiền, dễ thực hiện, phù
hợp với điều kiện tại các phịng thí nghiệm.
• Nhược điểm: Hiệu suất thu hồi thấp, khơng hiệu quả, q trình chiết tách và tinh
chế cần trong thời gian dài.
b) Chiết tách bằng phƣơng pháp CO2 siêu tới hạn

• Ngun tắc: Bất kỳ dung mơi nào cũng sẽ ở trạng thái siêu tới hạn nếu tồn tại ở nhiệt
độ và áp suất trên giá trị tới hạn. CO2 được đưa 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 q trình
trích ly và đặc tính phân tách của q trình chưng cất. Nó có khả năng hồ tan rất tốt các
đối tượng cần tách ra khỏi mẫu ở cả 3 dạng rắn, lỏng, khí. Sau q 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 ngồi cịn sản phẩm được thóat ra ở bình hứng [41].
• Ưu điểm: Đây là phương pháp trích ly có hiệu suất cao, thời gian trích ly nhanh và
hạn chế thấp ơ nhiễm môi trường do không sử dụng dung môi trong q trình chiết tách,
tiết kiệm chi phí. CO2 khơng độc, được chấp nhận trong thực phẩm và dược

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

7


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

phẩm. CO2 không cháy, không nổ, không đắt, không mùi, khơng màu, khơng hư hại sản
phẩm.
• Nhược điểm: Khá phức tạp, tốn kém thiết bị, không phù hợp với điều kiện ở phịng
thí nghiệm.
c) Chiết tách bằng phƣơng pháp sử dụng vi sóng
• Ngun 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 khơng dùng sự truyền nhiệt thơng thường.
Với kiểu đun nóng bình thường, 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. Dưới

tác dụng của vi sóng, nước 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 thốt ra bên ngồi, hịa tan
vào dung mơi hữu cơ đang bao phủ bên ngoài nguyên liệu, tăng hiệu quả trích ly.
• Ưu điểm: Khơng có qn tính nhiệt, hiệu suất chiết cao hơn so với một số phương
pháp chiết thơng thường, sản phẩm trích ly chiết cao hơn. Thiết bị dễ sử dụng, an tồn
và bảo vệ mơi trường (năng lượng sạch, dễ chế tạo và dễ kiểm sốt), thời gian chiết
nhanh.
• Nhược điểm: Khơng áp dụng cho các phân tử khơng phân cực, khó áp dụng cho quy
mơ cơng nghiệp vì đầu tư cho thiết bị tạo vi sóng là khơng nhỏ để đủ cơng suất. Nhiệt
độ sơi của các dung mơi đạt được rất nhanh, có thể gây nổ [42].
d) Chiết tách bằng phƣơng pháp có hỗ trợ siêu âm
• Nguyên tắc: Dựa trên tác dụng của sóng siêu âm để trích ly. Trong q trình trích ly
nó gây ra các tác động sinh học như rung, sự tạo nhiệt, hiện tượng tạo thành và vỡ các
bong bóng khí làm phá vỡ cấu trúc của tế bào, tăng hiệu quả ly trích ra các chất.
• Ưu điểm: Thời gian trích ly nhanh. Hiệu suất trích ly cao hơn so với một số phương
pháp thông thường, sản phẩm trích ly có chất lượng tốt. Thiết bị dễ sử dụng, an tồn và
bảo vệ mơi trường. Mặt khác, nó cịn làm giảm sự tiêu hao năng lượng, làm tăng tốc độ
hòa tan chất phản ứng, tăng tốc độ phản ứng, do đó rút ngắn được thời gian phản ứng.
Sản lượng sản phẩm thu được có cao hơn, tiết kiệm sử dụng hóa chất.
• Nhược điểm: Chỉ có thể áp dụng ở quy mô nhỏ. Nhiệt độ sôi của các dung mơi đạt
được rất nhanh, có thể gây nổ [43].
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 khơng gian có tần số lớn hơn giới hạn trên ngưỡng nghe của con

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

8


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

người (16-20kHz). Ngồi ra, sóng siêu âm có bản chất là sóng dọc hay sóng nén, nghĩa
là trong trường siêu âm các phần tử dao động theo phương cùng với phương truyền của
sóng [4].

Hình 1.5 Sơ đồ phân loại sóng âm
1.3.2 Các thơng số của q trình siêu âm
• Tần số (Frequency, Hz): là số dao động phần tử thực hiện được trong 1 giây.
• Biên độ (Amplitude): biểu thị mức độ thay đổi áp suất (so với áp suất cân bằng của
mơi trường) trong q trình dao động.
• Cường độ (Intensity, w/m2): là năng lượng mà sóng siêu âm truyền trong một đơn vị
thời gian qua một đơn vị diện tích đặt vng góc với phương truyền âm. Cơng thức tính
I = P/S; trong đó P là cơng suất của nguồn âm (W), S là diện tích miền truyền âm (m2).
• Mức cường độ âm (Sound pressure level, B): là đại lượng được tính bởi cơng thức: L
= lg(I/Io). Trong đó I là cưịng độ âm tại điểm cần tính, Io là cường độ âm chuẩn (âm
ứng với tần số f = 1000 Hz) có giá trị là: 1012 w/m2 [15].
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 như
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 ngun nhân chính tạo ra tác dụng nhiệt. Siêu âm
có thể tạo ra nhiệt độ cao như nhiệt độ của bề mặt mặt trời và áp suất lớn như áp suất
dưới lòng đại dương. Trong một vài trường hợp sóng siêu âm có thể tăng tốc độ phản

ứng lên gần một triệu lần.
• Sự tạo và vỡ bọt
Sự chiếu xạ siêu âm trong môi trường lỏng sản sinh ra một năng lượng lớn, do nó
gây nên một hiện tượng vật lý đó là cavitation.
Siêu âm được lan truyền qua môi trường lỏng tạo ra một chu trình dãn nở, nó gây
ra áp suất chân khơng trong mơi trường lỏng. Cavitation là q 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 thời gian vơ cùng ngắn, khoảng vài micro giây. Các bọt khí

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

9


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

lớn dần đến một kích cỡ nhất định mà tại đó năng
lượng của sóng siêu âm khơng đủ để 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
lịng chất lỏng, kết quả là hình thành những điểm có
nhiệt độ và áp suất rất cao (5000°C và 2000 atm), làm
phá vỡ cấu trúc của các tế bào, tăng hiệu quả trích ly
các chất hịa tan vào trong dung mơi.

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

1.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình trích ly bằng siêu âm
Sóng siêu âm được 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 được cải thiện hồn tồn nhờ việc sử dụng năng lượng 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 được 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 hơn so với 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.
- 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 q trình thốt chất
tan được dễ dàng.
Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình và hiệu quả trích ly bằng sóng siêu âm.
Chúng bao gồm các thông số liên quan đến âm trường như: tần số sóng âm, biên độ siêu
âm, kích thước ngun liệu, đặc tính vật lí dung mơi như độ nhớt, cũng như sự xử lí với
các yếu tố: thời gian, nhiệt độ, áp suất, tỉ lệ ngun liệu/ dung mơi.
• Loại dung mơi
Dung mơi sử dụng là loại có thể hịa tan được các hợp chất cần trích ly. Mangiferin
là chất thuộc nhóm polyphenol, chủ yếu tan tốt trong các dung môi phân cực như nước,
ethanol, methanol, aceton. Tuy nhiên do hợp chất trích ly được ứng dụng bổ sung vào
các sản phẩm thực phẩm nên cần tính an tồn cao, đồng thời để đảm bảo hiệu suất trích
ly cao nên ethanol được sử dụng rộng rãi để trích ly các hợp chất từ thực vật nói chung
và mangiferin nói riêng. Hỗn hợp ethanol- nước sẽ cho hiệu quả trích ly cao hơn do giảm
được độ nhớt làm tăng khả năng tiếp xúc giữa dung mơi và ngun liệu.
• Tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

10


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

Tỉ lệ dung môi/nguyên liệu ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất trích ly. Khi tỉ lệ q
đặc thì quá trình chiết vẫn diễn ra nhưng hiệu suất thu hồi không cao. Nguyên nhân là
do lượng dung môi quá ít, khơng đủ để trích ly hết các chất hịa tan có trong ngun liệu.
Khi tỉ lệ q lỗng thì hiệu quả trích ly sẽ được nâng cao. Tuy nhiên nếu lượng dung
mơi nhiều sẽ gây lãng phí dung mơi, đồng thời làm cho quá trình tinh chế sau này khó
khăn do lượng dung mơi q nhiều sẽ làm tăng tạp chất trong dịch chiết.
• Các thơng số q trình siêu âm
Siêu âm với biên độ cao hơn sẽ hình thành hiện tượng sủi bong bóng với cường độ
mạnh hơn, bong bóng được 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 hưởng đến thiết bị, đồng thời làm tăng cường độ nổ bong bóng, tạo ra nhiều điểm
nhiệt, nhiệt độ quá cao gây biến tính một số hoạt chất. Trong mơi trường có độ nhớt cao,
sự lan truyền của các phần tử trong trường 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 lượng 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 q trình trích ly càng nhanh, do đó nguyên liệu cần
phải được chia nhỏ đến độ mịn thích hợp bằng cách xay, nghiền mịn, rây để tăng diện
tích tiếp xúc với dung mơi, tăng q trình khuếch tán. Tuy nhiên kích thước và ngun
liệu làm nhỏ cũng có giới hạn, khơng q nhỏ để tránh màng tế bào bị vỡ nhiều làm tạp
chất lẫn nhiều vào dịch chiết, gây khó khăn cho q trình lọc về sau.
• Thời gian siêu âm
Siêu âm trong thời gian dài sẽ tăng khả năng chiết kiệt hoạt chất, nhưng nếu kéo
dài thời gian chiết thì khơng những khơng tăng tỷ lệ hoạt chất trong dịch chiết mà còn

làm tăng lượng 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.
1.4 Phƣơng pháp tối ƣu hóa
Để chọn ra được các thơng số tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng chính đến hiệu
suất chiết, nhằm đảm bảo được hiệu suất chiết cao nhất, tiết kiệm thời gian, hóa chất và
chi phí, hiện nay một số trong các cơng trình nghiên cứu trong và ngoài nước đã sử
dụng phương pháp thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa bằng phương pháp đáp ứng bề mặt
(RSM). RSM là một cơng cụ tối ưu hóa hữu ích đã được áp dụng trong nghiên cứu tác
động của từng biến độc lập và sự tương tác của chúng (Box và Wilson,1951). Bên cạnh
đó, thực tế cho thấy RSM là một phương pháp hiệu quả với lao động và chi phí

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

11


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

thấp, ít mất thời gian và có thể thu thập nhiều kết quả nghiên cứu hơn so với phương
pháp cổ điển, lợi thế chính của phương 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 được về mặt
thống kê [11].
RSM đã được áp dụng cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu, nhưng chỉ một số ít đã
báo cáo ứng dụng của phương pháp này trong q trình tối ưu hóa điều kiện chiết
tách mangiferin. Trên thế giới, năm 2014, Tang-Bin Zou1 cùng các cộng sự đã nghiên
cứu và ứng dụng phương pháp RSM để tối ưu hóa điều kiện chiết tách mangiferin từ lá
xoài và thu được kết quả khả quan [21] . 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 [29]. Thiết kế tổng hợp trung tâm
(CCD) thường có các điểm trục nằm bên ngoài "khối lập phương", những điểm này có
thể khơng nằm trong khu vực quan tâm, hoặc có thể khơng thể thực hiện được bởi vì
chúng vượt q giới hạn hoạt động an toàn. Thiết kế Box- Behnken khơng 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 được đặt ở
mức cao cùng một lúc, giúp thực hiện được dễ dàng và giảm được sai số khơng mong
muốn.

Hình 1.7 Cách bố trí các thí nghiệm theo mơ hình Box Behnken
1.5 Một số cơng trình nghiên cứu về mangiferin
1.5.1 Một số cơng trình nghiên cứu tại Việt Nam
Năm 1991, Bùi Thị Hằng đã nghiên cứu, định lượng mangiferin bằng phương
pháp sắc kí lỏng cao áp trên lá xoài Tây Bắc và lá muỗm Hà Nội. Đây là phương pháp
nhằm xác định hàm lượng mangiferin chứa trong lá xồi với độ chính xác cao nhưng
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 bước sóng 369nm,

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

12


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

tốc độ dòng: 1ml/phút. Kết quả thu được là hàm lượng mangiferin có trong lá xồi Tây
Bắc đạt 7,1% và trong lá muỗm Hà Nội đạt 4,1%.

Năm 1991 , Phạm Gia Khôi và Phạm Xuân Sinh đã nghiên cứu và tìm ra quy trình
chiết tách và tinh sạch mangiferin từ vỏ cây và lá xoài bằng phương pháp chiết tách
truyền thống sử dụng dung môi methanol. Kết quả các tác giả thu được là hiệu suất chiết
mangiferin của vỏ thân là 3%, của lá khô là 1,6%.
Năm 2002, Đỗ Hương Lan đã nghiên cứu sự tích lũy và biến động hàm lượng
mangiferin trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây quéo Sơn La và tiếp tục
phân lập thành phần hóa học trong lá của nó. Tác giả đã khảo sát, so sánh và đưa ra được
kết luận rằng hàm lượng mangiferin cao nhất chứa trong lá xoài non ( 4,67%) và cao
hơn 1,1 lần so với lá già ( 4,25%) đối với loại cây có tuổi thọ cao nhất.
Năm 2004, Phan Hữu Điển và cộng sự đã thực hiện hai đề tài: Nghiên cứu cơ chế
hạ glucose máu và tác dụng hạ glucose máu của mangiferin chiết xuất từ tri mẫu
(Anemarrhena asphodeloides bunge) trên chuột nhắt bình thường và chuột gây đái tháo
đường bằng streptozotocin [17]. Kết quả cho thấy cơ chế tác dụng của mangiferin có thể
là khơng kích thích tuyến tụy bài tiết insulin mà làm tăng nhạy cảm của mô đối với
insulin và làm giảm lượng glucose ở gan. Dịch chiết methanol của thân rễ tri mẫu liều
100 – 200 mg/kg (chứa 0,3 – 0,6 mg mangiferin) có tác dụng hạ glucose máu tương tự
như mangiferin 10 mg/kg .Và mangiferin 10mg/kg có tác dụng hạ glucose máu trong
khi đó Tolbutamid 50 mg/kg lại khơng có tác dụng hạ glucose máu [16].
Năm 2009, Nguyễn Thị Lương Thiện đã tách chiết thành công hợp chất mangiferin
từ cây Quần Đảo Bảo Chánh - Polialthia Evecta. Nguyên liệu được ngâm kiệt với chất
methanol trong 7 ngày, sau đó dịch chiết được cất thu hồi. Sau nhiều công đoạn, Lương
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
lồi cây khác, khơng chỉ từ cây xồi.
Năm 2010, Hồ Thị Như Liên đã nghiên cứu hoàn thiện quy trình chiết tách
mangiferin ở quy mơ cơng nghiệp. Tác giả cùng các đồng sự đã đưa ra giải pháp nâng
cao hiệu suất chiết và chất lượng sản phẩm bằng ứng dụng công nghệ sinh học bổ sung
men vi sinh vào q trình chiết suất mangiferin với dung mơi nước. Đây là phương pháp
hồn tồn thiên nhiên, khơng sử dụng hóa chất, khơng gây ơ nhiễm mơi trường, rất ưu
việt. Dùng vi sinh vật đã được tuyển chọn và cô lập, ni, nhân giống và cho tác động

vào q trình chiết xuất để tăng hiệu suất chiết và hàm lượng hoạt chất trong sản phẩm,
thu được sản phẩm an toàn.
Năm 2014, Nguyễn Thị Ngần đã nghiên cứu đặc điểm thực vật và khảo sát thành
phần hóa học của lá xồi trịn n Châu, Sơn La đồng thời tìm ra quy trình quy trình
Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

13


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

cơng nghệ chiết xuất mangiferin từ lá xồi bằng phương pháp chiết truyền thống sử dụng
dung môi ethanol. Tác giả đã đưa ra được điều kiện chiết tối ưu sử dụng ethanol 700, đạt
hiệu suất chiết khoảng 2,5%.
1.5.2 Một số cơng trình nghiên cứu trên thế giới
Năm 2001, S. Muruganandan và cộng sự cũng chiết mangiferin bằng ethanol
theo phương pháp thông thường và tinh chế bằng phương pháp kết tinh. Độ tinh khiết
của sản phẩm được 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 phương pháp truyền thống và đưa ra kết quả cho thấy sử dụng
methanol chiết theo qui trình trên cho hiệu suất thu hồi mangiferin cao nhất và sử dụng
aceton cho hiệu suất thu hồi mangiferin thấp nhất.
Năm 2014, LAI Qing-hua cùng các cộng sự đã nghiên cứu, khảo sát và chiết tách
thành công hợp chất mangiferin từ lá xồi bằng dung mơi ethanol 95%. Các tác giả đã
tiến hành khảo sát, định lượng hàm lượng mangiferin trên nhiều giống xoài được trồng
ở 11 vùng khác nhau ở Trung Quốc để so sánh bằng phương pháp UV –VIS tại bước
sóng 258,5nm. Kết quả thu được là giống xồi tại Quảng Tây cho hàm lượng mangiferin

cao nhất (từ 11,493
đến 16,675
). Từ đó, các tác giả đã đưa ra nhận định
tùy vào từng loại xoài khác nhau, trồng trên các vùng đất khác nhau và thời điểm thu
hoạch lá khác nhau thì hàm lượng mangiferin trong lá xồi cũng khác nhau.
Năm 2014 , Tang-Bin Zou1 cùng các cộng sự đã nghiên cứu trích li mangiferin từ
lá xồi có hỗ trợ siêu âm. Các tác giả đã nghiên cứu và nhận thấy việc sử dụng methanol
cho hiệu quả trích li cao hơn nhưng gây ảnh hưởng tới sức khỏe của con người, từ đó họ
đã đề xuất và khảo sát thành công các điều kiện tối ưu để chiết tách mangiferin bằng
dung môi ethanol là ở nồng độ ethanol 44%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/38 trong
thời gian 19,2 phút. Khi đó hiệu suất thu hồi mangiferin đạt 58,46 ± 1,27 mg/g.
Năm 2015, Vrushali M. Kulkarni và cộng sự đã nghiên cứu và đưa ra quy trình
chiết tách mangiferin từ lá xồi bằng phương pháp sử dụng vi sóng với dung môi sử
dụng là ethanol. Bằng phương pháp chiết tách này các tác giả đã nhận được kết quả là
hiệu suất thu hồi khá cao, đạt 57 mg/g trong thời gian 5 phút, vượt xa so với các phương
pháp chiết tách bình thường( 57 mg/g trong vịng 5h). Tuy nhiên phương pháp này khá
hiện đại, chi phí cao nên hạn chế sử dụng ở các phịng thí nghiệm.
Kết luận: Nhận thấy nguồn thu nhận mangiferin có thể từ một số loài thuộc chi
xoài như cây xoài, cây quéo, cây muỗm hay từ cây trầm hương, tuy nhiên hàm lượng

Sinh viên thực hiện: Hồ Thị Ngọc Hà

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

14