Trích ly polyphenol từ hà thủ ô đỏ - Lê Phạm Tấn Quốc - ĐH Cần Thơ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP LÊ PHẠM TẤN QUỐC NGHIÊN CỨU TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CỦ HÀ THỦ Ô ĐỎ (POLYGONUM MULTIFLORUM THUNB.) VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 2019 luan an TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 62.01 NGHIÊN CỨU TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CỦ HÀ THỦ Ô ĐỎ (POLYGONUM MULTIFLORUM THUNB.) VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU SINH LÊ PHẠM TẤN QUỐC MSNCS: P1114006 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGs. NGUYỄN VĂN MƢỜI 2019 luan an Lu n án tốt nghiệp tiến sĩ kh 2014 ợt 2 Tr ng ih C n Th LỜI CẢM TẠ Xin chân thành cảm n B n Giám hiệu tr ng i h c C n Th , Khoa S u i h c, Bộ môn Công nghệ Th c ph m, Phòng thí nghiệm, Văn phòng kho v Th viện thuộc Khoa Nông nghiệp; á Phòng, Kho liên qu n ã t o iều kiện thu n lợi cho tôi h c t p và th c hiện lu n án. Tôi xin gửi l i biết n sâu sắ ến PGs. Nguyễn Văn M i, Th y ã t n tình h ớng dẫn v ng g p nhiều ý kiến quý báu cho tôi trong quá trình h c t p và th c hiện lu n án.

Chân thành cảm n PGs. Hồ Quảng ồ, PGs. Nguyễn Công Hà, PGs. Tr n Th nh Trú ã lu n hỗ trợ và t o m i iều kiện thu n lợi cho tôi trong suốt tiến trình h c t p.

Tôi luôn ghi nhớ và xin gửi l i ám n ến quý Th y Cô củ Tr ng i h c C n Th ã t n tình giảng d y v giúp ỡ tôi trong suốt th i gian h c t p và th c hiện ề tài. Xin ợc gửi ến Ban Giám hiệu, B n Lãnh o Viện Công nghệ Sinh h c và Th c ph m, Tr ng i h c Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh l i ám n hân th nh v sâu sắc nhất. Tôi luôn ghi nhớ s quan tâm, hỗ trợ của Nh tr ng và Viện ể tôi có thể hoàn thành việc h c t p và nghiên cứu. Chân thành cảm n á b n ồng nghiệp ã hỗ trợ và t o iều kiện thu n lợi cho tôi trong suốt tiến trình nghiên cứu khoa h c.

Trong suốt 4 năm th c hiện ề tài, t i lu n ợc s ồng hành, hỗ trợ của các em sinh viên i h c ngành Công nghệ th c ph m từ á kh 07 ến khóa 11 của Tr ng i h c Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh. Các em không quản ng i kh khăn, th i gi n ể cùng với tôi th c hiện các nghiên cứu v h n thế nữa, các em còn luôn tiếp sức và hỗ trợ tôi trong nhiều lĩnh v c và trong cuộc sống ến t n th i iểm này. Cuối ùng, t i xin ợc gởi l i biết n ến gi ình với tất cả tình yêu và s khuyến khích, ủng hộ ã d nh ho t i trong hặng ng m go ể hoàn th nh ợc lu n án nghiên cứu n y. ặc biệt, xin dành tặng ba mẹ các thành quả m h m n y on ã t ợc.

Cần Thơ, ngày 23 tháng 08 năm 2019 Nghiên cứu sinh Lê Ph m Tấn Quốc Ng nh C ng nghệ Th ph m i Kho N ng nghiệp luan an Lu n án tốt nghiệp tiến sĩ kh 2014 ợt 2 Tr ng ih C n Th TÓM TẮT Nghiên cứu ợc th c hiện nhằm xá ịnh ph ng pháp trí h ly tối u ể thu nh n dịch chiết polyphenol h m l ợng và ho t tính chống oxi hóa cao từ củ hà thủ ỏ (Polygonum multiflorum Thunb. ồng th i xác ịnh tính chất kháng khu n, s t ng tá với protein, khả năng ứng dụng của dịch chiết trong bảo quản rau quả, chế biến thịt á ũng nh kiểm tr ộc tính của dịch chiết polyphenol. Bên c nh , việc t o ra bột sấy phun và thiết l p mô hình suy giảm chất l ợng cho dịch chiết và chế ph m sấy phun ũng ợc nghiên cứu. Nội dung u tiên gồm các thí nghiệm theo dõi s ổn ịnh h m l ợng và ho t tính polyphenol trong củ hà thủ ỏ ở 3 d ng bảo quản khác nhau (củ t i xắt lát l nh ng, h thủ ô xắt lát sấy khô và d ng bột ở nhiệt ộ phòng).

Trong nội dung thứ hai, sử dụng á ph ng pháp trí h ly khá nh u nh ngâm trích, trích ly có hỗ trợ vi sóng và siêu âm nhằm tìm r ph ng pháp trích ly tối u ể ợ h m l ợng và ho t tính polyphenol cao nhất. Xác ịnh các tính chất và khả năng ứng dụng của dịch trích polyphenol trong bảo quản và chế biến một số th c ph m là những vấn ề bản trong nội dung 3. Ngoài ra, tiến hành sấy phun dịch chiết bằng chất mang là gum arabic và maltodextrin; s u , xá ịnh á ặ iểm và tính chất hóa lý của chế ph m sấy phun. ồng th i xây d ng mô hình d oán s suy giảm chất l ợng polyphenol trong dịch trích và chế ph m sấy phun theo nhiệt ộ bảo quản (nội dung 4).

ánh giá ộc tính cấp v ộ tính bán tr ng diễn của dịch trích trên chuột là nội dung cuối cùng của lu n án (nội dung 5). Kết quả nghiên cứu cho thấy, củ hà thủ t i ắt lát bảo quản l nh ng nhanh duy trì s ổn ịnh polyphenol tốt h n so với mẫu bảo quản l nh ng ch m sau 180 ngày. Trong khi , mẫu cắt lát sấy khô ở nhiệt ộ 60oC trong 210 phút duy trì h m l ợng và ho t tính polyphenol o h n á nhiệt ộ khác. ối với mẫu bột khô, h m l ợng polyphenol giảm 13% và ho t tính giảm 6% sau 100 ngày bảo quản ở nhiệt ộ phòng.

So sánh á ph ng pháp trí h ly khác nhau cho thấy, việc trích ly có hỗ trợ vi sóng là tốt nhất v t hiệu quả cao ở iều kiện công suất 127 W/g, th i gian trích 4,82 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/39,98 (g/mL) và nồng ộ dung môi acetone là 57,35% khi tiến hành tối u h bằng ph ng pháp bề mặt áp ứng với h m l ợng và ho t tính polyphenol tối u l n l ợt là 47,53±0,79 (mg GAE/g CK) và 334,07±3,04 (µmol TE/g CK). Polyphenol trong dịch chiết có khả năng t ng tá v l m kết tủa protein (gelatin). Ngoài ra, cao chiết còn có khả năng kháng ợc một số vi sinh v t nh Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus và Trichoderma asperellum khi xá ịnh nồng ộ ức chế tối thiểu bằng ph ng Ng nh C ng nghệ Th ph m ii Kho N ng nghiệp luan an Lu n án tốt nghiệp tiến sĩ kh 2014 ợt 2 Tr ng ih C n Th pháp khuế h tán ĩ giấy. ồng th i ở nồng ộ dịch chiết polyphenol là 208 và 415 mg GAE/L có thể duy trì chất l ợng u ủ d ng cắt miếng trong 6 ng y trong iều kiện bảo quản l nh và thịt cá diêu hồng nghiền trong 100 ngày khi trữ ng.

Việc sử dụng chất m ng khá nh u ể sấy phun dịch chiết cho thấy cả 2 chế ph m sấy phun có tính chất hóa lý hoàn toàn khác nhau, chế ph m gum arabic có hiệu suất thu hồi, h m l ợng và ho t tính polyphenol tốt h n hế ph m maltodextrin. Bên c nh , xây d ng ợc mô hình d oán s suy giảm củ h m l ợng và ho t tính của dịch chiết và chế ph m sấy phun ở nhiệt ộ bảo quản xá ịnh. Kết quả khảo sát trên chuột ở nồng ộ dịch chiết o h n nhiều l n so với nồng ộ sử dụng trong th c ph m cho thấy dịch chiết kh ng ộc tính cấp ũng nh ộ tính bán tr ng diễn. Từ khóa: chống oxy hóa, hà thủ ô, kháng khu n, polyphenol, vi sóng.

Ng nh C ng nghệ Th ph m iii Kho N ng nghiệp luan an Lu n án tốt nghiệp tiến sĩ kh 2014 ợt 2 Tr ng ih C n Th ABSTRACT The research was performed for determining the optimal extraction method to obtain the highest content and antioxidant capacity of polyphenol from Polygonum multiflorum Thunb. In addition, polyphenol extract was evaluated anti-microorganism capacity, protein-polyphenols interaction, applied polyphenol extract to storage of fruit, fish product processing and tested the toxicity of extract. Besides, experiments were performed to spray- drying polyphenol extract with different carrier agents and built the model to predict the shelf-life of polyphenol extract and spray-drying product at various storage temperatures. Experiments in part 1 studied some storage methods that affect the stable content and antioxidant capacity of polyphenol from Polygonum multiflorum Thunb.

root, including freezing method, drying method (for sliced fresh root) and storage of powdered product at room condition. In part 2, using various extraction methods (maceration, microwave-assisted extraction and ultrasound-assisted extraction) obtain the highest polyphenol content and antioxidant capacity. Determining properties and application capacity of polyphenol extract in storage and process some foods were a next major content (part 3). Experiments in part 4 were performed to spray-drying polyphenol extract with carrier agents as gum arabic and maltodextrin, then analyzed physical-chemical properties of spray-drying products.

Besides, this study built the model to predict the degradation quality of polyphenol extract and spray-drying product at various storage temperatures. Evaluating the acute and semi-chronic toxicities of extract on mice was the last content of dessertation (part 5). The result showed that the quick-freezing method maintained the stability of polyphenol of sliced fresh root during storage time better than slow freezing method during 180 days. Besides, the sliced fresh root dried at 60oC for 210 minutes, that had the maximum content and antioxidant capacity of polyphenol.

In addition, the content and antioxidant capacity of polyphenol of dried powdered product decreased by 13% and 6% after 100th days at room condition, respectively. Comparing between extraction methods showed that microwave-assisted extraction was the optimal method and has the best results at the microwave power of 127 W/g, extraction time of 4.82 minutes, material/solvent ratio of 1/39.98 (g/mL) and acetone concentration of 57,35% which was determined by response surface methodology. The optimal content and antioxidant capacity of polyphenol were 47. The results also showed that Ng nh C ng nghệ Th ph m iv Kho N ng nghiệp luan an Lu n án tốt nghiệp tiến sĩ kh 2014 ợt 2 Tr ng ih C n Th there were protein-polyphenol interaction and precipitated protein (gelatin).

In addition, extract inhibited some microorganisms such as Salmonella enteritidis, Staphylococcus aureus and Trichoderma asperellum, the minimum inhibitory concentration of microorganism was determined by the paper disc diffusion method.