Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm: Ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HÀM
LƯỢNG PHENOLIC, FLAVONOID VÀ HIỆU SUẤT VI
BAO ANTHOCYANIN CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP
GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Nghê Minh Tâm
Chuyên ngành

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019

: Công nghệ thực phẩm


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH
KHOA KỸ THUẬT THỰC PHẨM VÀ MÔI TRƯỜNG


LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Tên đề tài:

ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HÀM
LƯỢNG PHENOLIC, FLAVONOID VÀ HIỆU SUẤT VI
BAO ANTHOCYANIN CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP

GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Nghê Minh Tâm
Mã số sinh viên

: 1511539326

Lớp

: 15DTP1A

Chuyên ngành

: Công nghệ thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Quốc Duy

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019


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

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

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 10 năm 2019

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nghê Minh Tâm

Mã số sinh viên: 1511539326

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Lớp: 15DTP1A

1. Tên đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HÀM LƯỢNG PHENOLIC,
FLAVONOID VÀ HIỆU SUẤT VI BAO ANTHOCYANIN CỦA BỘT SẤY
PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)
2. Nhiệm vụ luận văn
-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic tổng của bột
sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng flavonoid tổng của bột
sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hiệu suất vi bao anthocyanin của
bột sấy phun bụp giấm.

3. Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 15/6/2019
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ luận văn: 15/9/2019
5. Người hướng dẫn:

Họ và tên

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng dẫn

Nguyễn Quốc Duy ...... Thạc sĩ ............................BM CNTP ....................... 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 Quốc Duy


LỜI CẢM ƠN
Trên thực tế khơng có sự thành cơng nào mà không gắn liền với những sự giúp đỡ
và hỗ trợ dù ít hay nhiều, dù là trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời
gian học tập tại Trường Đại học Nguyễn Tất Thành, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp
đỡ, hỗ trợ của thầy cô, gia đình và bạn bè. Trước hết, tôi xin cảm ơn giáo viên hướng
dẫn của tôi thầy Nguyễn Quốc Duy đã hướng dẫn tận tình và truyền đạt những kiến
thức quý báu. Tôi cảm thấy có động lực hơn trong suốt ba tháng làm thí nghiệm. Thầy

đã truyền cảm hứng cho tôi rất nhiều để hoàn thành dự án này. Tôi cũng xin chân
thành cảm ơn các thầy cô trong Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường đã cung cấp
cho tôi những thông tin, hướng đi và nền tảng kiến thức cần thiết cho tôi đạt được
những mục đích học tập của mình.
Tôi muốn cảm ơn các anh chị trong phòng thí nghiệm đã giúp đỡ tôi trong khoảng
thời gian qua. Nếu không có sự hiểu biết của anh chị về các thiết bị thì việc hoàn thành
đề tài của tôi sẽ khó đạt được. Cuối cùng, tôi dành một sự cảm ơn đến gia đình, bạn bè
đã đồng hành cùng tôi những lúc tôi gặp khó khăn.
Tôi xin kính chúc Quý thầy cô Khoa Kỹ thuật Thực phẩm và Môi trường và thầy
Nguyễn Quốc Duy dồi dào sức khỏe, niềm tin để tiếp tục sứ mệnh trồng người cao đẹp
của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau.

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả của đề tài “Ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm
lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp
giấm (Hibiscus sabdariffa L.)” là cơng trình nghiên cứu của cá nhân tôi đã thực hiện
dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Quốc Duy. Các số liệu và kết quả được trình
bày trong luận văn là hồn tồn trung thực, không sao chép của bất cứ ai, và chưa từng
được cơng bố trong bất kỳ cơng trình khoa học của nhóm nghiên cứu nào khác cho đến
thời điểm hiện tại.
Nếu không đúng như đã nêu trên, tôi xin hoàn tồn chịu trách nhiệm về đề tài của
mình và chấp nhận những hình thức xử lý theo đúng quy định.
Tp.HCM, ngày 28 tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nghê Minh Tâm

v


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của loại chất mang bao gồm: maltodextrin, gum
arabic, inulin, konjac lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao
anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.). Các chất mang được
khảo sát bao gồm chất mang đơn lẻ là maltodextrin, gum arabic và hỗn hợp chất mang
gồm maltodextrin 50% + gum arabic 50%, maltodextrin 50% + inulin 50%,
maltodextrin 50% + konjac 50%.
Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng anthocyanin được vi bao bằng hỗn hợp
maltodextrin và konjac so với việc sử dụng các chất mang khác để vi bao thì hàm
lượng phenolic và flavonoid tổng là cao nhất ở mức 4015.48mg GAE/g DW và
4489.1021 mg CE/g DW tương ứng. Ngoài ra, hàm lượng anthocyanin vi bao bằng
chất mang gum arabic và maltodextrin đơn lẻ được xác định bằng hàm lượng phenolic
tổng cho thấy hàm lượng anthocyanin tương đương nhau.
Đối với hàm lượng anthocyanin vi bao bằng chất mang gum arabic và
maltodextrin đơn lẻ và hỗn hợp chất mang maltodextrin + gum arabic được xác định
bằng hàm lượng flavonoid tổng cho thấy hàm lượng anthocyanin tương đương nhau.
Mẫu bụp giấm sử dụng các chất mang đơn lẻ và hỗn hợp chất mang thì ảnh hưởng lên
hàm lượng anthocyanin tổng hầu như giống nhau dẫn đến hiệu quả bảo vệ anthocyanin
tương đương.
Trong quá trình sấy phun, việc sử dụng chất mang maltodextrin và gum arabic đơn
lẻ và hỗn hợp chất mang maltodextrin + gum arabic cho thấy hàm lượng anthocyanin
bề mặt là thấp nhất dẫn đến hiệu quả vi bao anthocyanin là cao nhất ở mức 86.79%,
92.59% và 91.65% tương ứng với mỗi chất mang. Mặc dù hỗn hợp chất mang konjac
+ maltodextrin là cao nhất trong hàm lượng phenolic và flavonoid tổng nhưng việc vi
bao bên trong mạng lưới bởi anthocyanin bề mặt là thấp nhất.

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
Chương 1.

MỞ ĐẦU.........................................................................................1

1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI .......................................1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .........................................................................1
1.2.1 Mục tiêu tổng quát ...................................................................................1
1.2.2 Mục tiêu cụ thể.........................................................................................1
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .........................................................................2
Chương 2.

TỔNG QUAN.................................................................................3

2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO ..................................................................................3
2.1.1 Định nghĩa ................................................................................................3
2.1.2 Ưu điểm của vi bao ..................................................................................3
2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao ...................................................................................4
2.1.4 Vật liệu vi bao ..........................................................................................5

2.1.5 Phương pháp sấy phun .............................................................................5
2.2 ANTHOCYANIN ..........................................................................................6
2.2.1 Định nghĩa ................................................................................................6
2.2.2 Cấu tạo .....................................................................................................8
2.2.3 Sự phân bố của anthocyanin ....................................................................8
2.2.4 Lợi ích của anthocyanin .........................................................................10

vii


2.3 POLYPHENOL...........................................................................................10
2.3.1 Định nghĩa ..............................................................................................10
2.3.2 Cấu tạo ...................................................................................................11
2.4 FLAVONOID ..............................................................................................12
2.4.1 Giới thiệu ...............................................................................................12
2.4.2 Cấu tạo ...................................................................................................13
2.5 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM ...........................................................13
2.5.1 Giới thiệu ...............................................................................................13
2.5.2 Lợi ích của hoa bụp giấm.......................................................................14
Chương 3.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........16

3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM .....................................................................16
3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HĨA CHẤT ....................................................16
3.2.1 Dụng cụ - thiết bị ...................................................................................16
3.2.2 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 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..............................................................18
3.4.1 Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm .......................................................18
3.4.2 Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ...........18
3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................19
3.5.1 Xác định hàm lượng anthocyanin ..........................................................19
3.5.2 Xác định hàm lượng anthocyanin tổng của hạt vi bao (TAC) ...............19
3.5.3 Xác định hàm lượng anthocyanin bề mặt của hạt vi bao (SAC) ...........20
3.5.4 Xác định hàm lượng phenolic tổng (TPC) .............................................20
3.5.5 Xác định hàm lượng flavonoid tổng (TFC) ...........................................20
3.6 CÔNG THỨC TÍNH TỐN ......................................................................20
3.7 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU ..........................................................20
Chương 4.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ........................................................22
viii


4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN TPC VÀ TFC ............22
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN TAC VÀ SAC ...........25
4.3 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN ME .............................28
Chương 5.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .............................................30

5.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................30
5.2 KHUYẾN NGHỊ .........................................................................................30
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................32

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Công thức phối trộn chất mang trong q trình sấy phun dịch trích
anthocyanin từ bụp giấm .......................................................................................19

x


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7]. ...................................................................4
Hình 2.2 Mô tả hệ thống sấy phun điển hình [6]. ............................................................6
Hình 2.3 Cấu trúc cơ bản của các sắc tố anthocyanidin, trong đó Rx có thể là H [9].....7
Hình 2.4 Cấu trúc polyphenol [29] ................................................................................12
Hình 2.5 Cấu trúc chung của flavonoid [24] .................................................................13
Hình 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus) ...............................16
Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800 (Shimadzu Schweiz GmbH) .................................17
Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom Company Ltd.) ....................................................17
Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta Sensing Europe B.V.) ...................................17
Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS Instruments Co.,Ltd.) ........................................17
Hình 3.6 Máy cơ quay chân không HS-2005V (JJS Technical Services) .....................17
Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH + Co.KG) ...................................................17
Hình 4.1 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng phenolic tổng
(mg GAE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA:
gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU:
maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các
ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi
phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................22
Hình 4.2 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng flavonoid tổng

(mg CE/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin, GA:
gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU:
maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các
ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi
phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................23
Hình 4.3 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng anthocyanin
tổng (TAC) (mg/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin,
GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU:
maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các

xi


ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi
phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................26
Hình 4.4 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hàm lượng anthocyanin bề
mặt (SAC) (mg/g DW) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin,
GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU:
maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các
ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi
phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................27
Hình 4.5 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hiệu suất vi bao
anthocyanin (ME) (%) của bột bụp giấm sấy phun. Ghi chú: MD: maltodextrin,
GA: gum arabic, MD/GA: maltodextrin 50% + gum arabic 50%, MD/INU:
maltodextrin 50% + inulin 50%, MD/KON: maltodextrin 50% + konjac 50%. Các
ký hiệu chữ giống nhau thể hiện giá trị trung bình không khác nhau có nghĩa khi
phân tích ANOVA (p < 0.05). ...............................................................................28

xii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt

Thuật ngữ tiếng Anh

Thuật ngữ tiếng Việt

DW

On a dry weight

Theo chất khô

ACN

Anthocyanin

Anthocyanin

TPC

Total phenolic content

Hàm lượng phenolic tổng

GAE

Gallic acid equivalent

Đương lượng acid gallic

TFC

Total flavonoid equivalent

Hàm lượng flavonoid tổng

CE

Catechin equivalent

Đương lượng catechin

SAC

Surface anthocyanin content

Hàm lượng anthocyanin bề mặt

TAC

Total anthocyanin content

Hàm lượng anthocyanin tổng

ME

Microencapsulation efficiency

Hiệu quả vi bao

MD

Maltodextrin

Maltodextrin

GA

Gum Arabic

Gum Arabic

INU

Inulin

Inulin

KON

Konjac

Konjac

DE

Dextrose equivalent

Đương lượng dextrose

rpm

Rounds per minute

Vòng/phút

xiii


Chương 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hiện nay vấn đề an toàn thực phẩm, bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng ngày càng
được quan tâm đến về việc sử dụng các chất màu tự nhiên hơn là các chất màu tổng
hợp trong thực phẩm. Rất nhiều các loại dịch được trính ly từ các loại rau, củ, quả có
màu sắc được tạo ra bởi các anthocyanin sử dụng cho chất màu thực phẩm.
Anthocyanin là chất màu tự nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, có khả
năng tan trong nước. Các anthocyanin có nhiều các hoạt tính sinh học có lợi cho sức
khỏe con người như: khả năng chống oxy hóa, các bệnh về tim mạch, hen suyễn [1].
Anthocyanin thuộc nhóm flavonoid, có màu đỏ, đỏ tía, tím và xanh đậm có nhiều
trong các loại rau, hoa, quả, củ [2]. Các loại thực vật chứa nhiều anthocyanin như: bắp
cải tím, bụp giấm, dâu tằm, dâu tây. Anthocyanin tích tụ chủ yếu ở trong tế bào biểu bì
và hạ biểu bì thực vật, tập trung trong không bào hoặc các túi gọi là anthocyanoplast.
Nhìn chung, hàm lượng anthocyanin trong phần lớn rau quả dao động từ 0.1–1.11%
trong tổng hàm lượng chất khô. Trong các loài thực vật, hoa bụp giấm chứa nhiều các
anthocyanin có khả năng chống oxy hóa. Anthocyanin là phân nhóm của flavonoid và
cũng là các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm. Màu của anthocyanin thay đổi
theo pH. Các anthocyanin chính trong hoa bụp giấm là delphinidin-3-glucoside và

cyanidin-3-glucoside [3]. Tuy nhiên, anthocyanin thường không bền và dễ dàng bị suy
thối [2].Vì vậy, mục tiêu nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang
lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun
bụp giấm.
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
1.2.1 Mục tiêu tổng quát
Tạo ra nguồn chất màu tự nhiên, đa dạng nguồn chất màu giúp giảm thiểu việc lạm
dụng phẩm màu công nghiệp trong thực phẩm.
Lựa chọn thông số tối ưu để dịch trích ly hoa bụp giấm có hàm lượng polyphenol
và flavonoid cao nhất sử dụng trong thực phẩm.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Hồn thiện quy trình sấy phun dịch trích từ bụp giấm.

1


Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hàm lượng phenolic, flavonoid và hiệu
suất vi bao anthocyanin của bột sấy phun bụp giấm.
.
1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang gồm: maltodextrin, gum arabic, inulin,
konjac lên hàm lượng polyphenol và flavonoid.
Khảo sát hiệu suất vi bao anthocyanin .

2


Chương 2. TỔNG QUAN

2.1 QUÁ TRÌNH VI BAO

2.1.1 Định nghĩa
Vi bao là quá trình trong đó các thành phần thực phẩm khác nhau có thể được lưu
trữ trong một vỏ hoặc lớp phủ bảo vệ và sau đó giải phóng. Cụ thể hơn, vi bao là quá
trình bao bọc các hạt nhỏ, chất lỏng hoặc chất khí trong một lớp phủ hoặc trong ma
trận. Theo truyền thống, vi bao không sử dụng viên nang có chiều dài lớn hơn 3 mm.
Các vi bao nằm trong phạm vi từ 100–1000 nm được phân loại là các vi bao. Các
thành phần nằm trong khoảng từ 1–100 nm được phân loại là nanocapsules hoặc
nanoencapsulation [4].
Thành phần được vi bao thường được gọi là hoạt chất, lõi, pha nội. Các vật liệu
bao bọc hoạt động thường được gọi là vỏ, tường, lớp phủ, pha ngoại, pha hỗ trợ hoặc
màng. Các vật liệu vỏ thường khơng hịa tan, khơng phản ứng với lõi và chiếm 1–80%
trọng lượng của viên nang. Vỏ của vi bao có thể được làm từ đường, gum, protein,
polysaccharide tự nhiên và biến tính, lipid, sáp và polymer tổng hợp [5].
Cơng nghệ vi bao được sử dụng rộng rãi để giúp ổn định các thành phần hoạt động
trong các sản phẩm thực phẩm như các sản phẩm liên quan đến hương vị, kẹo cao su,
kẹo, cà phê, chế phẩm sinh học, thực phẩm y tế, vitamin, khoáng chất hoặc enzyme.
Các nguyên tắc chi phối sự ổn định sản phẩm mong muốn có thể kiểm sốt thơng qua
cấu trúc của vi nang cung cấp để cải thiện hiệu suất trong các sản phẩm thực phẩm.
Ứng dụng chính của cơng nghệ vi bao là mang lại sự thay đổi hóa lý mong muốn
trong sản phẩm thực phẩm trong một khoảng thời gian mong muốn hoặc bằng cách sử
dụng một cơ chế kích hoạt thích hợp. Có một sự hiểu biết để cải tiến về sự tương tác
phần tử và các tính chất hóa lý của thành phần hoạt chất và thành phần vật liệu là rất
quan trọng để tạo ra một hệ thống động.
2.1.2 Ưu điểm của vi bao
Vi bao là một công nghệ được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp như dược
phẩm, hóa chất, thực phẩm và nơng nghiệp. Một lý do để sử dụng công nghệ vi bao là
bảo vệ thành phần khỏi sự phân hủy do tiếp xúc với các yếu tố môi trường như nước,
oxy, nhiệt và ánh sáng. Thông thường, điều này được thực hiện để cải thiện thời hạn
sử dụng của hoạt chất. Trong một số trường hợp, vi bao có thể được sử dụng để che
giấu mùi vị, mùi và màu sắc không mong muốn, do đó ngăn chặn sự ảnh hưởng xấu

3


đến chất lượng sản phẩm. Dễ xử lý là một lý do khác cho vi bao, vì nó có thể được sử
dụng như một phương pháp đơn giản để chuyển đổi một thành phần thực phẩm lỏng
thành dạng rắn. Vi bao có thể được sử dụng để ngăn chặn các phản ứng và tương tác
không mong muốn giữa các thành phần thực phẩm có hoạt tính và giữa các hoạt chất
và các thành phần thực phẩm. Vi bao cũng giảm tính dễ cháy và dễ bay hơi của các
thành phần thực phẩm khác nhau. Cuối cùng, vi bao có thể được sử dụng để kiểm soát
việc bổ sung một thành phần thực phẩm vào cơ thể [6]. Các thành phần thực phẩm
được vi bao sẽ có thể giữ tính ổn định trong suốt thời hạn sử dụng và điều kiện bảo
quản của nguyên liệu [6] .
2.1.3 Cấu trúc hạt vi bao
Hình thái học (hình thức và cấu trúc) của hạt vi bao được chia thành hai loại: vi
nang (microcapsule) và vi cầu (microsphere). Việc phân nhóm dựa trên phương pháp
được sử dụng để sản xuất vật liệu. Vi nang được đặt tên như vậy bởi vì nó có hình thái
vỏ lõi được xác định rõ. Theo truyền thống, các viên nang siêu nhỏ chỉ được tạo ra
bằng phương tiện hóa học. Trong quá trình này, vi nang được hình thành trong bể chứa
chất lỏng hoặc thiết bị phản ứng dạng ống [4]. Vi cầu được hình thành một cách cơ
học thơng qua q trình ngun tử hóa hoặc q trình nghiền, theo đó các thành phần
hoạt chất được phân bố trong ma trận [6].

Hình 2.1 Cấu trúc của vi nang và vi cầu [7].

Một vi nang bao gồm nhiều thành phần khác nhau trong đó các thành phần hoạt
tính và dạng ma trận polymer là hai thành phần quan trọng mà có thể kiểm sốt được
tốc độ khuếch tán. Về hình dạng, khả năng tương thích hóa lý và nhiệt động lực học
của cả hai hoạt tính và ma trận polymer là rất quan trọng.
Trong các hệ thống thực phẩm, lớp vỏ vi bao có thể cung cấp các chức năng khác
nhau như bảo vệ các hoạt chất nhạy cảm như hương vị, vitamin, khoáng chất, chất béo

4


khơng bão hịa, các loại tinh dầu và muối từ oxy, nước và ánh sáng; xử lý thuận tiện
bằng cách chuyển đổi các chất lỏng khó sử dụng để xử lý thành dạng bột.
Từ góc độ hình học hoặc cấu trúc, các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định và giải phóng
là hình dạng, kích thước, hình dạng và tải trọng của các. Thêm vào đó, trọng lượng
phân tử, điện tích trên bề mặt, độ hòa tan, độ thấm nước và nhiệt độ là các thông số
quan trọng.
2.1.4 Vật liệu vi bao
Trong số các loại chất mang ưa nước được sử dụng trong lĩnh vực vi nang,
carbohydrate là nguyên liệu được sử dụng phổ biến nhất. Carbohydrate được phân
thành bốn loại: đường đơn hoặc monosaccharide (glucose và fructose), disaccharide
(sucrose và lactose), oligosaccharide (maltodextrin và dextrin), và polysaccharide (tinh
bột). Trong khi tất cả các loại carbohydrate có thể được sử dụng làm chất độn và chất
phụ gia, các saccharide chuỗi dài hơn được coi là phù hợp như một ma trận tường.
Polysaccharide thường được xem xét trong lớp vật liệu này. Polysaccharide cũng bao
gồm các loại tinh bột biến tính, trong đó polysaccharide được biến đổi cấu trúc và
thành phần để cung cấp các tính chất hịa tan, phân vùng và rào cản độc đáo cho thành
phần thực phẩm hoạt động.
Monosaccharide và disaccharide cung cấp cả độ nhớt thấp trong dung dịch và ảnh
hưởng đến hương vị của vi nang. Tuy nhiên, chúng không cung cấp khả năng nhũ hóa
các loại hương vị dầu. Kết quả là, một lượng nhỏ chất keo ổn định được sử dụng trong
sức mạnh tổng hợp Theo bản chất của kích thước phân tử, mono- và disaccharide nhỏ
hơn và dễ dàng phù hợp với không gian kẽ để ngăn chặn sự hình thành ranh giới hạt
kết tinh hoặc tinh thể trong một polysaccharide, cho phép ổn định hơn hương vị của vi
nang. Nó được thiết lập tốt rằng bẫy của các loại dầu hương vị ở trạng thái vô định
hình mang lại sự ổn định cao hơn so với ma trận có độ kết tinh. Do đó, mono- và
disaccharide có trọng lượng phân tử thấp thường được sử dụng với vật liệu polymer

vốn đã thể hiện các đặc tính tinh thể. Lưu ý rằng carbohydrate phổ biến thể hiện các
điểm gel bao gồm agar, agarose, carrageenan, pectin, guar gum và Konjacs, tất cả đều
được coi là một lựa chọn thay thế cho gelatin.
2.1.5 Phương pháp sấy phun
Sấy phun là phương pháp mà chất lỏng hoặc hỗn hợp (slurry) được chuyển thành
dạng bột khô bằng cách nguyên tử hóa và được sấy khơ nhờ dịng khơng khí nóng. [8].

5


Hình 2.2 Mơ tả hệ thống sấy phun điển hình [6].

Một cấu hình chung cho sấy phun được thể hiện trong Hình 2.2. Ở đây, chất lỏng
được phun thành giọt ở phía trên cùng của buồng. Những giọt lỏng nhỏ đi vào dòng
chảy hỗn loạn của khơng khí nóng ở phía trên cùng của buồng cùng chiều với khơng
khí nóng được gọi là dòng chảy cùng chiều (cocurrent). Các pha lỏng được nhanh
chóng làm nóng và phân tử chất lỏng di chuyển lên bề mặt của giọt lỏng và chuyển
sang pha khí. Khi những giọt lỏng hóa rắn, chúng bị cuốn theo dịng khí nóng và di
chủn đến một buồng lắng xoáy tâm nơi các chất rắn di chuyển ra khỏi buồng và tạo
thành bột.
Tất cả các máy sấy phun đều sử dụng các thành phần cơ bản này mặc dù có các
biến thể trong cấu hình buồng, ngun tử được sử dụng, thiết kế lốc xoáy, tái chế chất
rắn, điều hịa khí hoặc tuần hồn sau khi ngưng tụ hoặc làm mát, thiết kế luồng khơng
khí và các thiết bị kèm theo. Máy sấy phun có thể có có năng suất dưới một lít mỗi giờ
đến hàng ngàn lít mỗi giờ.
2.2 ANTHOCYANIN
2.2.1 Định nghĩa
Anthocyanin (là sự kết hợp giữa từ Anthos trong tiếng Hy Lạp nghĩa là hoa và
kyanos, nghĩa là màu xanh) là flavonoid thường thấy trong tự nhiên. Cấu trúc của
chúng dựa trên bộ khung C15 bao gồm một vòng chromane mang một vòng thơm thứ

hai B ở vị trí 2; các cấu trúc được sắp xếp tuần hoàn theo mẫu C-6-C-3-C-6 (phenyl-2benzopyrilium). Cấu trúc anthocyanin được bổ sung bởi một hoặc nhiều phân tử
đường liên kết tại các vị trí hydroxyl hóa khác nhau của cấu trúc cơ bản. Như vậy,

6


anthocyanin được thay thế bằng glycoside của muối phenyl-2-benzopyrilium
(anthocyanidin) [9].
Anthocyanidin + đường

Anthocyanin

Hình 2.3 Cấu trúc cơ bản của các sắc tố anthocyanidin, trong đó Rx có thể là H [9]

Bảng 2.1 Sự phụ thuộc màu sắc anthocyanin vào vị trí & nhóm thế [9]
Tên hợp chất

Nhóm thế

Vị trí

Màu sắc

Apigeninidin

5, 7, 4'

Cam

Aurantinidin

3, 5, 6, 7, 4'

Cam

Cyanidin

3, 5, 7, 3', 4'

Đỏ tươi và đỏ thẫm

Delphynidin

3, 5, 7, 3', 4', 5'

Tím, tím nhạt, xanh

8-Hydroxycyanidin

3, 5, 6, 7, 3', 4'

Đỏ

Luteolinidin

5, 7, 3', 4'

Cam

Pelargonidin

3, 5, 7, 4'

Cam, cam hồng

Triacetidin

5, 7, 3', 4', 5'

Đỏ

Capensinidin

5, 3', 5'

Xanh nhạt

5, 3'

Xanh nhạt

3, 5'

Tím

Hydroxyl

Europenidin
Malvidin

Methyl ether

7


5-Methylcyanidin

5

Cam – đỏ

Peonidin

3'

Đỏ tươi

Petunidin

3'

Tím

Pulchellidin

5

Xanh nhạt

Rosinidin

7

Đỏ

2.2.2 Cấu tạo
Anthocyanins cho thấy tính đa dạng cao trong tự nhiên nhưng tất cả đều dựa trên
một số lượng nhỏ các cấu trúc cơ bản của anthocyanidin. Sự đa dạng này đại diện bởi
vô số màu sắc tự nhiên được tạo ra bởi sự kết hợp hóa học cấu trúc anthocyanidin cơ
bản C-6-C-3-C-6 với đường và/hoặc các nhóm acyl [10]. Các anthocyanidins quan
trọng nhất số 17; sự khác biệt về số lượng và vị trí của các nhóm hydroxyl và/hoặc
methyl ether, nhưng 6 là phổ biến nhất [9]. Để đạt được anthocyanin, anthocyanidin
phải được kết hợp với ít nhất một phân tử đường; do đó, các anthocyanin cũng được
phân loại theo số lượng các phân tử đường trong cấu trúc của chúng (ví dụ, monoside,
biosides, triosides). Rõ ràng là sự đa dạng của anthocyanin có liên quan đến số lượng
các chất đường tìm thấy trong tự nhiên nhưng các anthocyanin glycosyl hóa được hình
thành với glucose, rhamnose, xylose, galactose, arabinose và fructose. Ngoài ra, sự đa
dạng được tăng thêm bởi sự kết hợp hóa học của các loại đường này với acid hữu cơ
(phổ biến nhất là coumaric, caffeic, ferulic, p-hydroxy benzoic, synapic, malonic,
acetic, succinic, oxalic và malic) để sản xuất anthocyanin acyl hóa [11]. Hơn nữa, màu
sắc cũng bị ảnh hưởng bởi số lượng các nhóm hydroxyl và methoxyl: nếu nhiều nhóm
hydroxyl, thì màu sắc sẽ chuyển sang màu xanh hơn; nếu có nhiều nhóm methoxyl, thì
đỏ sẽ tăng lên. Điều thú vị là, màu sắc cũng phụ thuộc vào sự tương tác giữa các phân
tử anthocyanin với các phân tử và/hoặc môi trường khác [10]. Như vậy có thể kết luận
được, một số sự kết hợp hóa học giải thích gam màu kỳ lạ của màu sắc tự nhiên.
2.2.3 Sự phân bố của anthocyanin
Anthocyanin tạo ra nhiều màu sắc từ màu đỏ tươi cho đến màu xanh thể hiện rõ
trong hoa và trái cây, mặc dù chúng cũng có trong lá và các cơ quan lưu trữ.
Anthocyanin thường gặp ở thực vật bậc cao nhưng lại vắng mặt ở một số thực vật bậc
thấp như rêu tản và tảo. Trong tự nhiên, có thể tìm thấy những thực vật với một loại

anthocyanin chính (ví dụ hoa trà my, nhân sâm), trong khi những thực vật khác có hỗn

8


hợp (ví dụ những giống hoa thược dược, củ cải đường) [9]. Trên thực tế, nhìn chung,
nồng độ anthocyanin ở hầu hết các loại trái cây và rau quả dao động từ 0.1–1% trọng
lượng khô [9].
Bảng 2.2 Anthocyanins trong một số loại cây phổ biến sử dụng làm thực phẩm [12]
Ngun liệu

Thành phần anthocyanin

Hành tím

Cy 3-glucoside và 3-laminariobioside, khơng acyl hóa và acyl
hóa với malonyl ester, Cy 3-galactose và 3-glucoside; Pn 3-

(Alium cepa)

glucoside
Quả sung
(Ficus spp.)

Cy 3-glucoside, 3-rutinoside và 3,5-diglucoside, Pg 3rutinoside

Dâu tây

Pg và Cy 3-glucosides

(Fragaria spp.)
Vỏ hạt đậu nành

Cy và Dp 3-glucosides

(Glycine max)
Khoai lang tím
(Ipomoea batatas)

Cy và Pn 3-sophoroside-5–5-glucosides acyl hóa với ester
feruloyl và caffeoyl

Xồi

Pn 3-galactoside

(Mangifera indica)
Chanh dây

Pg 3-diglucoside, Dp 3-glucoside

(Passiflora edulis)
Mận

Cy và Pn 3-glucosides và 3-rutinosides

(Prunus domestica)
Quả nam việt quất

Cy và Pn 3-galactosides, 3-arabinosides và 3-glucosides

(Vaccinium
macrocarpon)
Nho

Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và diglucosides, tự do và acyl hóa

(Vitis spp.)
Ngơ tím

Cy, Pg và Pn 3-glucosides và Cy 3-galactoside, tự do và acyl

(Zea mays)

hóa

Ghi chú: Cy – cyanidin, Dp – delphinidin, Mv – malvidin, Pg – pelargonidin, Pn –
peonidin, và Pt – petunidin.

9


2.2.4 Lợi ích của anthocyanin
Anthocyanin là các chất hòa tan trong nước có mặt ở tự nhiên. Ở thực vật, chúng
giúp chống lại các tia cực tím có hại, thu hút côn trùng để phân tán hạt và thụ phấn
[13]. Một số anthocyanin đóng vai trò như các tác nhân kiểm soát sinh học, như
cyanidin-3-glucoside, ức chế sự phát triển của ấu trùng Heliothis viriscens trong cây
thuốc lá [14]. Anthocyanin đã được sử dụng như là thành phần trong chế độ ăn uống
của con người trong suốt lịch sử. Tuy nhiên, chúng đã được sự quan tâm hơn do các
lợi ích sức khoẻ chúng đem lại [15].

Anthocyanin là hợp chất chống oxy hóa tốt do tính ức chế các gốc tự do hiệu quả
[13]. Hầu hết các lợi ích về sức khoẻ được đề cập của anthocyanin ít nhiều liên quan
đến cơ chế chống oxy hóa của chúng [16].
Các nghiên cứu in vitro của anthocyanin đã chỉ ra rằng các hợp chất này có thể có
tác dụng bảo vệ chống lại bệnh mãn tính như bệnh tim mạch, ung thư và nhiễm virus,
số hoạt động chống viêm [17], [18].
Ngoài ra, anthocyanin cũng có khả năng ngăn ngừa bệnh béo phì và kiểm sốt
bệnh tiểu đường [17]. Các hoạt tính chống dị ứng và kháng khuẩn cũng là một trong
những lợi ích sức khoẻ khác của các hợp chất hóa học này [17], [19].
2.3 POLYPHENOL
2.3.1 Định nghĩa
Polyphenol là các hợp chất thứ cấp phân bố rộng rãi trong giống loài thực vật.
Chúng được chia thành nhiều lớp, ví dụ: acid phenolic (acid hydroxybenzoic và acid
hydroxycinnamic), flavonoid (flavonol, flavone, flavanol, flavanone, isoflavone,
proanthocyanidin) stilbene, và lignans, được phân bố trong thực vật và thực phẩm có
nguồn gốc thực vật [20], [21]. Các hợp chất phenolic thường được tìm thấy trong cả
hai loại thực vật ăn được và không ăn được, và chúng đã được báo cáo có nhiều tác
dụng sinh học, bao gồm cả hoạt động chống oxy hóa. Các chất chiết xuất từ trái cây,
rau thơm, rau, ngũ cốc và các nguyên liệu thực vật khác giàu phenolics [20]. Phenolics
là một thành phần quan trọng của chất lượng trái cây vì sự đóng góp của chúng đối với
hương vị, màu sắc và tính chất dinh dưỡng của trái cây [22]. Các hợp chất phenolic
này có thể được phân loại thành các nhóm khác nhau dựa vào số vòng phenol trong
phân tử và các yếu tố cấu trúc liên kết các vòng này với nhau.
Có bằng chứng cho thấy các chất phenol hoạt động như chất chống oxy hóa bằng
cách ngăn chặn quá trình oxy hóa LDL lipoprotein, kết tụ tiểu cầu và tổn thương tế

10


bào hồng cầu [22]. Ngồi ra, phenolic cịn hoạt động như: (i) chelators kim loại, (ii)

chống đột biến và chất chống ung thư, (iii) tác nhân kháng khuẩn [23].
2.3.2 Cấu tạo
Polyphenol là chất chống oxy hóa phổ biến nhất trong chế độ ăn của con người và
là thành phần phổ biến nhất và phổ biến rộng rãi trong thực vật. Polyphenol đại diện
cho một loạt các hợp chất có nhiều nhóm hydroxyl trên vòng thơm. Các hợp chất này
được phân loại thành các nhóm khác nhau dựa trên số vịng phenol và cách thức các
vòng tương tác [24]. Polyphenol không chỉ bao gồm nhiều phân tử có cấu trúc
polyphenol (tức là, một số nhóm hydroxyl trên vòng thơm) mà còn phân tử với một
vòng phenol, chẳng hạn như acid phenolic và rượu phenolic. Chúng được coi là chất
chuyển hóa thứ cấp và khơng có chức năng trao đổi chất cụ thể trong tế bào thực vật
[25]. Polyphenol chứa ít nhất một vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl
ngồi các nhóm thế khác, và polyphenol có thể được chia thành 15 loại chính theo cấu
trúc hóa học [26]. Giữa các polyphenol là các hợp chất có một vòng thơm C6 của các
acid hydroxybenzoic như hydroxytyrosol, tanin và acid galic, những acid có cấu trúc
C6 - C3 của acid hydroxycinnamic như acid caffeic và acid coumaric, những cấu trúc
C6 - C2 - C6 của stilbene như resveratrol, những người có cấu trúc của flavonoid C6 C3 - C6, và những hợp chất khác có cấu trúc C6 - C4 - C6 của lignan như
secoisolariciresinol [27].
Việc phân loại polyphenol phổ biến nhất là phân loại theo cấu trúc hóa học của
aglycones. Tuy nhiên, theo nguyên tắc đó, các hợp chất polyphenol có thể được phân
loại theo nhiều cách khác nhau. Theo chuỗi carbon của polyphenol, Harborne (1989)
chia các hợp chất phenolic thành 16 nhóm chính: phenol đơn giản (khung C6),
benzoquinone (khung C6), acid phenolic (khung C6 – C1), acetophenon (khung C6 –
C2), acid phenylacetic (khung C6 – C2), acid hydroxycinnamic (khung C6 – C3),
phenylpropenes (khung C6 – C3), coumarins và isocoumarins (khung C6 – C3),
chromones (khung C6 – C3), naphthoquinones (khung C6 - C4), xanthones (khung C6 C1 – C6), stilbenes (khung C6 – C2 – C6), anthraquinones (khung C6 – C2 – C6),
flavonoid (khung C6 – C3 – C6), lignin ((C6 – C3) n), lignan và neolignans (khung (C6 –
C3)2) [28].

11

Hình 2.4 Cấu trúc polyphenol [29]

2.4 FLAVONOID
2.4.1 Giới thiệu
Flavonoid là một nhóm các chất chuyển hóa thứ cấp của thực vật được đặc trưng
bởi cấu trúc diphenylpropane. Flavonoid thuộc nhóm chất tự nhiên có cấu trúc
phenolic có thể biến đổi và được tìm thấy trong trái cây, rau, ngũ cốc, vỏ cây, rễ, thân,
hoa, trà và rượu vang [30]. Những sản phẩm tự nhiên này được biết đến với tác dụng
có lợi của chúng đối với sức khỏe lâu dài trước khi các flavonoid được phân lập như
các hợp chất có hiệu quả. Hơn 4.000 loại flavonoid đã được xác định, nhiều trong số
đó chịu trách nhiệm về màu sắc hấp dẫn của hoa, trái cây và lá [31]. Flavonoid có thể
đóng một vai trị trong việc giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính liên quan đến chế độ
ăn giàu thực phẩm có nguồn gốc thực vật. Một mối quan hệ tích cực giữa việc ăn các
loại thực phẩm có chứa flavonoid và giảm nguy cơ phát triển ung thư và các bệnh tim
mạch đã thực sự được quan sát thấy trong một số nghiên cứu dịch tễ học [32]–[36].
Các hệ thống thí nghiệm in vitro cũng cho thấy flavonoid có đặc tính chống viêm,
chống dị ứng, kháng virus và chống ung thư [30]. Bằng chứng cũng cho thấy rằng một
số flavonoid có thể hữu ích trong điều trị một số bệnh [37]–[42]. Một số bằng chứng
này xuất phát từ nghiên cứu thực vật được sử dụng trong y học cổ truyền để điều trị

12