Ảnh hưởng của loại chất mang lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun bụp giấm (hibiscus sabdariffa l )

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
HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HĨA CỦA BỘT SẤY
PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Thanh Trang
Chuyên ngành

: Công nghệ thực phẩm

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019


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
HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HĨA CỦA BỘT SẤY
PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS SABDARIFFA L.)

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Thanh Trang

Mã số sinh viên

: 1511540615

Lớp

: 15DTP1A

Chuyên ngành

: Công nghệ thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Quốc Duy

Tp.HCM, tháng 10 năm 2019


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

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Trang
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
1. Tên đề tài:
ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HĨA CỦA BỘT SẤY PHUN BỤP GIẤM (HIBISCUS
SABDARIFFA L.)
2. Nhiệm vụ luận văn
-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hoạt tính chống oxy hóa
DPPH và ABTS của bột sấy phun bụp giấm;

-

Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang lên hoạt tính chống oxy hóa
FRAP và CUPRAC 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
dẫn

Học hàm, học vị

Đơn vị

Phần hướng

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
Để có được thành cơng như ngày hơm nay, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, hô
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 về những hướng dẫn và lời khun có giá trị. Tơi cảm thấy có
động lực hơn trong suốt ba tháng làm thí nghiệm. Thầy đã truyền cảm hứng cho tơi rất
nhiều để hồn 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.

Tơi muốn cảm ơn các anh chị trong phòng thí nghiệm đã giúp đỡ tơi trong khoảng
thời gian qua. Nếu khơng có sự hiểu biết của anh chị về các thiết bị thì việc hoàn thành
dự án của tơi sẽ rất khó khăn. Cuối cùng, tôi dành một sự cảm ơn đến gia đình, bạn bè
cho một tình yêu thương và giúp đỡ ấy.
Tôi xin kính chúc Q thầy cơ 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 hoạt tính
chống oxy hóa của bột sấy phun bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.)” là công 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,
khơng sao chép của bất cứ ai, và chưa từng được công 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, 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.HCM, ngày 28 tháng 10 năm
2019
Tác giả luận văn
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Thị Thanh Trang

v


TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau (maltodextrin,
gum arabic, maltodextrin 50% + gum arabic 50%, maltodextrin 50% + inulin 50%,
maltodextrin 50% + konjac 50%) lên hoạt tính chống oxy hóa (khả năng bắt gốc tự do
DPPH, ABTS và khả năng khử FRAP, CUPRAC) của bột sấy phun bụp giấm được
khảo sát.
Việc sử dụng các chất hô trợ trong quá trình sấy phun cải thiện hoạt tính chống oxy
hóa của bột đài hoa bụp giấm. Trong số đó, konjac là chất hơ trợ việc lưu giữ hoạt tính
chống oxy hóa của sản phẩm tốt nhất với giá trị hoạt tính chống oxy hóa DPPH,
ABTS, FRAP và CUPRAC cao nhất lần lượt là 4380.48, 8351.04, 8161.59 và
13862.01 (mg TE/g DW).
Xét trên hoạt tính bắt gốc tự do DPPH và FRAP, sự bổ sung gum arabic và inulin
làm tăng giá trị hoạt tính so với trường hợp sử dụng maltodextrin đơn lẻ. Tuy nhiên,
hoạt tính bắt gốc tự do ABTS thay đổi không đáng kể khi sử dụng kết hợp inulin và

gum arabic so với giá trị này của mẫu chỉ sử dụng maltodextrin.

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...................................................................................................................... ix
DANH MỤC HÌNH........................................................................................................................ x
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................................... xii
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 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM.......................................................................... 10
2.3.1 Giới thiệu...................................................................................................................... 10
2.3.2 Lợi ích của hoa bụp giấm........................................................................................ 11
Chương 3.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............13

3.1 NGUYÊN LIỆU BỤP GIẤM...................................................................................... 13
3.2 DỤNG CỤ – THIẾT BỊ – HÓA CHẤT.................................................................. 13
3.2.1 Dụng cụ - thiết bị....................................................................................................... 13
3.2.2 Hóa chất......................................................................................................................... 15
3.3 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU..................................................... 15
3.3.1 Thời gian nghiên cứu................................................................................................ 15
3.3.2 Địa điểm nghiên cứu................................................................................................. 15
3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................................. 15
3.4.1 Quy trình trích ly đài hoa bụp giấm.................................................................... 15
3.4.2 Quy trình sấy phun dịch trích anthocyanin từ đài hoa bụp giấm.............16
3.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH.................................................................................. 16

3.5.1 Xác định hoạt tính bắt gốc tự do DPPH............................................................ 16
3.5.2 Xác định hoạt tính bắt gốc tự do ABTS............................................................ 17
3.5.3 Xác định hoạt tính khử sắt (FRAP)..................................................................... 17
3.5.4 Xác định hoạt tính khử đờng (CUPRAC)......................................................... 17
3.6 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU........................................................................ 17
Chương 4.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN...................................................................... 19

4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN DPPH VÀ ABTS.........19
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI CHẤT MANG LÊN FRAP VÀ CUPRAC 22

Chương 5.

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ......................................................... 25

5.1 KẾT LUẬN.......................................................................................................................... 25
5.2 KHUYẾN NGHỊ............................................................................................................... 25
TÀI LIỆU THAM KHẢO......................................................................................................... 26

viii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Sự phụ thuộc màu sắc anthocyanin vào vị trí & nhóm thế [9]..............................7
Bảng 2.2 Anthocyanins trong một số loại cây phổ biến sử dụng làm thực phẩm [12]...9
Bảng 3.1 Công thức phối trộn chất mang trong quá trình sấy phun dịch trích anthocyanin

từ bụp giấm...................................................................................................................................... 16

ix


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 3.1 Nguyên liệu hoa bụp giấm khô (Công ty Việt Hibiscus)....................................... 13
Hình 3.2 Máy quang phổ UV-1800 (Shimadzu Schweiz GmbH)......................................... 14
Hình 3.3 Máy ly tâm 80-2 (Wincom Company Ltd.)................................................................ 14
Hình 3.4 Máy đo màu CR-400 (Minolta Sensing Europe B.V.)............................................ 14
Hình 3.5 Cân phân tích PA (OHAUS Instruments Co.,Ltd.).................................................. 14
Hình 3.6 Máy cô quay chân không HS-2005V (JJS Technical Services).......................... 14
Hình 3.7 Tủ sấy UN55 (Memmert GmbH + Co.KG)................................................................ 14
Hình 4.1 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính bắt gốc tự do DPPH
(mg TE/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 khơng khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA

(p < 0.05). ..............................................................................................................20
Hình 4.2 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính bắt gốc tự do ABTS
(mg TE/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).......................................................................................................................................... 21

Hình 4.3 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính khử sắt FRAP (mg
TE/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

x


Hình 4.4 Ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính khử đờng CUPRAC
(mg TE/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 khơng khác nhau có nghĩa khi phân tích ANOVA

(p < 0.05). ..............................................................................................................24

xi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
DW
ACN
TE
MD

GA
INU
KON
DE
rpm

xii


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
thoái [2]. Để tăng độ bền của anthocyanin và sự thuận tiện trong quá trình bảo quản,
quá trình sấy phun được sử dụng với sự hô trợ của các loại chất mang. Trong nghiên

cứu này, hiệu quả của các loại chất mang khác nhau được khảo sát với mục tiêu giữ lại
hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm cao nhất.
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.
1.2.2 Mục tiêu cụ thể
Hoàn thiện quy trình sấy phun hoa bụp giấm.
Khảo sát ảnh hưởng của các loại chất mang khác nhau lên hoạt tính chống oxy hóa
của bột sấy phun bụp giấm.

1


1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Khảo sát ảnh hưởng của loại chất mang bao gồm: maltodextrin, gum arabic,
maltodextrin 50% + gum arabic 50%, maltodextrin 50% + inulin 50%, maltodextrin 50%
+ konjac 50%.
Chỉ tiêu phân tích bao gờm: hoạt tính chống oxy hóa DPPH, ABTS, FRAP,
CUPRAC.

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 hô trợ hoặc
màng. Các vật liệu vỏ thường không hòa tan, không 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 đến chất

3

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
thông qua quá trình nguyên tử hóa hoặc quá 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 kh́ch 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

không bão hòa, 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 chuôi 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
gờm các loại tinh bột biến tính, trong đó polysaccharide được biến đổi cấu trúc và
thành phần để cung cấp các tính chất hòa 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 khơng 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 hôn hợp (slurry) được chuyển thành
dạng bột khô bằng cách nguyên tử hóa và được sấy khơ nhờ dòng khơng khí nóng. [8].

5


Hình 2.2 Mô 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 b̀ng. Những giọt lỏng nhỏ đi vào dòng chảy
hơn loạn của khơng khí nóng ở phía trên cùng của b̀ng 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 dòng khí nóng và di chủn đến một b̀ng
lắng xốy tâm nơi các chất rắn di chủn 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 b̀ng, ngun tử được sử dụng, thiết kế lốc xoáy, tái chế chất
rắn, điều hòa khí hoặc tuần hồn sau khi ngưng tụ hoặc làm mát, thiết kế l̀ng khơng
khí và các thiết bị kèm theo. Máy sấy phun có thể có có năng suất dưới một lít mơi giờ
đến hàng ngàn lít mơi 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, anthocyanin
được thay thế bằng glycoside của muối phenyl-2-benzopyrilium (anthocyanidin) [9].

6


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
Apigeninidin
Aurantinidin
Cyanidin
Delphynidin
8-Hydroxycyanidin
Luteolinidin
Pelargonidin
Triacetidin
Capensinidin
Europenidin
Malvidin
5-Methylcyanidin

7


Peonidin

3'

Petunidin

3'

Pulchellidin

5

Rosinidin

7

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 mơi 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 hơn hợp (ví dụ những
giống hoa thược dược, củ cải
đường) [9]. Trên thực tế, nhìn
chung, nồng độ

8


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]
Nguyên liệu
Hành tím
(Alium cepa)
Quả sung

(Ficus spp.)
Dâu tây
(Fragaria spp.)
Vỏ hạt đậu nành
(Glycine max)
Khoai lang tím
(Ipomoea batatas)
Xồi
(Mangifera indica)
Chanh dây
(Passiflora edulis)
Mận
(Prunus domestica)
Quả nam việt quất
(Vaccinium
macrocarpon)
Nho
(Vitis spp.)
Ngơ tím
(Zea mays)
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 NGUYÊN LIỆU HOA BỤP GIẤM
2.3.1 Giới thiệu
Bụp giấm (Hibiscus sabdariffa L.) là loại cây thuộc họ Cẩm quỳ sống lâu năm, dựng
đứng, bụi rậm, thân thảo có thể mọc lên cao đến 2.4 m, với thân trơn hoặc gần như nhẵn,
hình trụ, màu đỏ. Lá luân phiên với nhau, màu xanh với những gân lá màu đỏ và những
chiếc phồng dài hoặc ngắn. Lá của cây con non và lá trên của cây già thì đơn giản, mép lá
dạng răng cưa. Hoa đơn lẻ, rộng đến 12.5 cm, màu vàng hoặc màu da bò, và biến thành
màu hồng vì hoa sẽ tàn vào cuối ngày. Đài hoa màu đỏ, bao gồm 5 cánh hoa lớn với cuống
hoa từ 8 đến 12 mảnh mỏng bao quanh gốc. Sau khi gia tăng kích thước, trở thành thịt, vị
ngọt, dài từ 3.2–5.7 cm [20]. Quả hình trứng, có các lơng nhỏ mọc xung quanh, bao quanh
quả. Phần được sử dụng của cây là phần đài hoa và lá, phần đài hoa có tác dụng chống co
thắt, hạ huyết áp và có tính kháng sinh, trị ho, viêm họng.

Hoa bụp giấm ở dạng khô hoặc tươi được sử dụng làm thức uống thảo dược, đồ
uống lên men, rượu, kẹo [21], [22]. Ở Ai Cập, phần đài hoa được sử dụng ở dạng trà
và thức uống lên men [23].

10


2.3.2 Lợi ích của hoa bụp giấm
Hoa bụp giấm đã được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc. Ở Ấn Độ, Châu Phi và
Mexico, các dẫn xuất lá hoặc đài hoa thường được sử dụng như thuốc lợi tiểu, lờ đờ, hạ
sốt, hạ huyết áp và làm giảm độ nhớt của máu [24]. Ở Guatemala, được sử dụng để điều
trị say rượu [25]. Ở Bắc Phi, các chế phẩm từ đài hoa dùng để điều trị đau họng và ho
[26]. Ở Ấn Độ, một chất đục từ hạt được sử dụng để làm giảm đau khi đi tiểu và khó

tiêu. Trong y học dân gian Trung Quốc, hoa bụp giấm được sử dụng để điều trị rối loạn
gan và huyết áp cao [25]
Các thành phần chính của hoa bụp giấm có liên quan đến tính dược học là acid hữu
cơ, anthocyanin, polysaccharide và flavonoid [27]. Anthocyanin là nhóm chất dẫn xuất
của flavonoid và các sắc tố tự nhiên có trong hoa của bụp giấm và màu của
anthocyanin thay đổi theo pH. Thành phần chính các anthocyanin có trong hoa bụp
giấm và được sử dụng làm chất màu thực phẩm là: delphinidin-3-O-glucoside,
delphinidin-3-O-sambubioside, cyanidin-3-glucoside, delphinidin-3-glucoside [3].
Ngoài ra, trong đài hoa bụp giấm còn có ascorbic acid, cyanidin-3-rutinose [28].
Các chiết xuất của đài hoa bụp giấm khơ đã được biết là có chứa các thành phần
hóa học như acid hữu cơ (acid citric, acid ascorbic, acid maleic, acid hibiscic, acid
oxalic, acid tartaric), phytosterol, polyphenol, anthocyanin và các chất chống oxy hóa
tan trong nước khác [28], [29]. Các acid hữu cơ cùng với các thành phần hoạt tính sinh
học có khả năng bắt gốc tự do [30]. Hiệu quả sức khỏe có lợi chủ yếu là do các phân tử
hoạt tính sinh học này. Bảng 1 cho thấy phần polyphenolic (hợp chất hoạt tính sinh
học) có trong chiết xuất của bụp giấm theo báo cáo của các nhóm nghiên cứu khác
nhau. Jabeur et al. (2017) đã báo cáo gần đây acid oxalic, acid shikimic và fumaric
như là các acid hữu cơ chính với acid malic (9.10 g/100 g) là acid có nhiều nhất trong
đài hoa bụp giấm [31].

Nguồn gốc của nhiều chất điều trị là do các chất chuyển hóa thứ cấp trong cây. Đài
hoa bụp giấm là một nguồn thú vị của các phân tử hoạt tính sinh học tiềm năng với các
hoạt động chống oxy hóa, hạ huyết áp, chống vi trùng, chống viêm, chống đái tháo đường
và chống ung thư. Nhiều cuộc khảo sát khoa học đã tiết lộ rằng đài hoa bụp giấm rất giàu
polyphenol và flavonoid giúp tăng giá trị dinh dưỡng của roselle vì các hợp chất này có
tương quan với đặc tính chống oxy hóa của chúng. Hàm lượng phenolic trong cây bao
gồm chủ yếu là anthocyanin như delphinidin-3-glucoside, sambubioside và cyanidine-3sambubioside [31], [32] và các flavonoid khác như gossypetine hibiscetin và glycoside
tương ứng của chúng; acid protocatechuic, eugenol và sterol như-sitoesterol và ergoesterol
[28], [33], [34]. Các phân tử anthocyanin dễ bị thối hóa. Độ

11


ổn định của chúng phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, sự hiện diện của enzyme, ánh sáng và
cấu trúc, sự hiện diện của các flavonoid khác, acid phenolic và kim loại [35].
Các nhà nghiên cứu chủ yếu sử dụng dung mơi nước hoặc dung mơi hữu cơ để trích
xuất polyphenol và anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. Các kỹ thuật chiết xuất khác nhau
và các giống khác nhau của bụp giấm được sử dụng trong các nghiên cứu khác nhau.
Luvonga et al. (2010) đã báo cáo tổng hàm lượng phenolic là 6.06 mg/g trong chiết xuất
hoa hồng [30]. Jabeur et al. (2017) trong nghiên cứu gần đây đã xác định được hàm lượng
của delphinedin-3-o-sambubioside, delphinidin 3-o glucoside và cyanidine-3-osambubioside trong bụp giấm lần lượt là 7.03 mg/g, 1.54 mg/g và 4.40 mg/g [31].

12