Luận văn Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi, phương pháp và nhiệt độ trích ly đến mật độ và độ bền màu của anthocyanin từ bắp cải tím

Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng i TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ----

 ---- TRỊNH KIM VẸN KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ DUNG MÔI, PHƯƠNG PHÁP VÀ NHIỆT ĐỘ TRÍCH LY ĐẾN MẬT ĐỘ & ĐỘ BỀN MÀU CỦA ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành 08 Người hướng dẫn DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng ii LỜI CẢM TẠ Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã quan tâm, dạy dỗ và truyền đạt kiến những kiến thức quý báo trong suốt thời gian tôi theo học tại trường. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn cô Bùi Thị Quỳnh Hoa đã quan tâm, dạy dỗ và truyền đạt kiến thức quý báo cho tôi trong suốt khóa học cũng như cô Dương Thị Phượng Liên đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt khóa luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm khóa 29 đã sẵn sàng giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian qua. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng iii TÓM LƯỢC Chất màu anthocyanin có trong bắp cải tím được chiết tách bằng hệ dung môi phân cực. Nội dung của đề tài này tiến hành nghiên cứu khả năng chiết tách anthocyanin từ bắp cải tím khi sử dụng 4 hệ dung môi khác nhau: hệ dung môi ethanol – nước, hệ dung môi ethanol – HCl(1%) – nước, hệ dung môi acid citric – HCl (1%), hệ dung môi NaHSO3 – HCl (1%). Kết quả thu được trong hệ dung môi NaHSO3 – HCl (1%) hàm lược anthocyanin thu được cao nhất. Với 2 phương pháp được khảo sát: phương pháp trích có sự hỗ trợ của sóng siêu âm và phương pháp trích thông thường với số lần trích khác nhau: một lần, hai lần và ba lần cho hệ dung môi NaHSO3 – HCl (1%). Kết quả cho thấy khi trích bằng phương pháp có sự hỗ trợ của sóng siêu âm với số lần trích là 2 lần thì hàm lượng anthocyanin thu được cao nhất. Cuối cùng nghiên cứu nhiệt độ ( 30 oC, 35 oC) và thời gian trích ly (30 phút, 45 phút và 60 phút) để thu được anthocyanion có hàm lượng cao. Kết quả khi trích ly ở nhiệt độ 30oC và thời gian 30 phút thì hàm lượng anthocyanin thu được tương đối cao. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng iv MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ .................................................................................................................................. i TÓM LƯỢC................................................................................................................................... iii MỤC LỤC ..................................................................................................................................... iv DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................................... vi DANH SÁCH HÌNH ..................................................................................................................... vi DANH SÁCH BẢNG................................................................................................................... vii PHỤ LỤC..................................................................................................................................... viii 1. Xác định hàm lượng anthocyanin trong dịch trích theo phương pháp pH vi sai ................. viii 2. Phương pháp xác định độ bền màu........................................................................................ ix 3. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................................................... ix KẾT QUẢ THỐNG KÊ.............................................................................................................. x CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU.............................................................................................................. 1 1.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................................. 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................................. 1 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ......................................................................................... 3 2.1. Giới thiệu ............................................................................................................................. 3 2.1.1 Chất màu ........................................................................................................................ 3 2.1.2 Anthocyanin ................................................................................................................... 3 Hình 2: Sơ đồ chuyển đổi màu sắc của anthocyanin theo pH của môi trường ....................... 6 2.1.3 Một số loại rau quả chứa chất màu anthocyanin .......................................................... 7 2.1.4 Giới thiệu nguyên liệu bắp cải ....................................................................................... 7 2.2 Phương pháp trích ly........................................................................................................... 11 2.2.1 Trích ly chất lỏng ......................................................................................................... 11 2.2.2 Trích ly chất rắn........................................................................................................... 13 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly ............................................................... 13 2.3 Sóng siêu âm....................................................................................................................... 14 2.3.1 Sóng siêu âm có cường độ lớn ..................................................................................... 14 2.3.2 Ứng dụng của sóng siêu âm trong thực tế .................................................................. 16 2.3.3 Ứng dụng của sóng âm trong thực phẩm..................................................................... 16 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ........................................... 19 3.1 Phương tiện thí nghiệm....................................................................................................... 19 3.1.1 Nguyên liệu .................................................................................................................. 19 3.1.2 Dụng cụ - Thiết bị ........................................................................................................ 19 3.1.3 Hóa chất....................................................................................................................... 19 3.2 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................................... 19 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin........................................................................................................................... 19 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp và số lần trích ly đến mật độ và độ bền màu anthocyanin trong dịch trích ........................................................................ 21 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến mật độ và độ bền màu anthocyanin trong dịch trích ........................................................................ 23 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................................. 26 4.1 Ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin ....................................... 26 4.2 Ảnh hưởng của số lần trích và phương pháp trích đến hàm lượng anthocyanin ................ 30 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hàm lượng anthocyanin được trích ly............... 35 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng v CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ..................................................................................... 39 5.1 Kết luận............................................................................................................................... 39 5.2 Đề nghị................................................................................................................................ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................ 44 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin.................................................... 4 Hình 2: Sơ đồ chuyển đổi màu sắc của anthocyanin theo pH của môi trường ................ 6 Hình 3: Cải bắp ............................................................................................................. 7 Hình 4: Bắp cải tím ...................................................................................................... 10 Hình 5: Sơ đồ trích ly theo 1 đoạn................................................................................. 12 Hình 6: Sơ đồ trích ly theo nhiều đoạn giao dòng .......................................................... 12 Hình 7: Sơ đồ trích ly liên tục nhiều đoạn nghịch dòng ................................................. 12 Hình 8: Đồ thị hàm lượng anthocyanin sau khi trích và bảo quản trong các hệ dung môi ............................................................................................................................... 27 Hình 9: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa phương pháp trích, số lần trích đến hàm lượng anthocyanin thu được ......................................................................................... 32 Hình 10: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của số lần trích, phương pháp trích đến hàm lượng và % màu anthocyanin còn lại sau 24 giờ khi giữ ở điều kiện thường................. 33 Hình 11: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của số lần trích, phương pháp trích đến hàm lượng và % màu anthocyanin còn lại sau 24 giờ khi giữ ở điều kiện tối ........................ 34 Hình 12: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của số lần trích, phương pháp trích đến hàm lượng và % màu anthocyanin còn lại sau 24 giờ khi gia nhiệt 95oC, 15 phút ................. 34 Hình 13: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa thời gian trích, nhiệt độ trích đến hàm lượng anthocyanin thu được ......................................................................................... 36 Hình 14: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian trích đến hàm lượng và % anthocyanin còn lai sau 24 giờ giữ ở điều kiện bình thường ................................ 37 Hình 15: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian trích đến hàm lượng và % anthocyanin còn lai sau 24 giờ giữ ở điều kiện tối ............................................... 38 Hình 16: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian trích đến hàm lượng và % anthocyanin còn lai sau 24 giờ giữ ở điều kiện đun 95oC ..................................... 38 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng vii DANH SÁCH BẢNG Bảng1: Một số loại anthocyanin phổ biến ...................................................................... 7 Bảng 2: Thành phần hóa học của bắp cải tím................................................................. 11 Bảng 3: Các phương pháp phân tích và xử lý số liệu ..................................................... 25 Bảng 4. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin (%) sau khi trích và bảo quản trong các hệ dung môi ........................................................................................................... 26 Bảng 5. Kết quả thống kê % anthocyanin còn lại khi bảo quản trong các dung môi trích ly trong các điều kiện khác nhau .......................................................................... 27 Bảng 6: Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến anthocyanin ....................................... 29 Bảng 7: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến anthocyanin......................................................... 29 Bảng 8: Ảnh hưởng của ánh sáng đến anthocyanin........................................................ 30 Bảng 9: kết quả thống kê ảnh hưởng của phương pháp trích đến hàm lượng anthocyanin được trích ly .............................................................................................. 31 Bảng 10: Kết quả thống kê ảnh hưởng của số lần trích đến hàm lượng anthocyanin được trích ly .................................................................................................................. 31 Bảng 11: Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ trích đến hàm lượng anthocyanin được trích ly ................................................................................................................. 35 Bảng 12 Kết quả thống kê ảnh hưởng của thời gian trích đến hàm lượng anthocyanin được trích ly ................................................................................................................. 36 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng viii PHỤ LỤC 1. Xác định hàm lượng anthocyanin trong dịch trích theo phương pháp pH vi sai Dựa trên nguyên tắc: chất màu anthocyanin thay đổi theo pH. Tại pH = 1 các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc flavium có độ hấp thụ cực đại, còn ở pH = 4.5 thì chúng lại ở dạng carbinol không màu. Đo mật độ quang của mẫu tại pH = 1 và pH = 4.5 tại bước sóng hấp thụ cực đại, so với độ hấp thụ tại bước sóng 700 nm Dựa trên công thức của định luật Lambert-Beer Cl I Io ..lg ε= (1) Trong đó: I Iolg đặc trưng cho mức độ ánh sáng yếu dần khi đi qua dung dịch hay còn gọi là mật độ quang, ký hiệu là A I: Cường độ ánh sáng sau khi đi qua dung dịch I0: Cường độ ánh sáng chiếu vào dung dịch C: Nồng độ chất nghiên cứu, mol/l l: Chiều dày của lớp dung dịch mà ánh sáng đi qua ε: Hệ số hấp thụ phân tử, mol-1 cm-1 Xác định lượng anthocyanin theo công thức g l VKMA a ; . ... ε = (2) Trong đó: A = (Aλmax.pH=1 – A700nm.pH=1) - (Aλmax.pH= 4,5 – A700nm.pH= 4,5) Aλmax, A700nm: Độ hấp thụ tại bước sóng cực đại và 700nm, ở pH =1 và pH = 4.5. a: Lượng anthocyanin, g M: Khối lượng phân tử của anthocyanin, g/mol l: Chiều dày cuvet, cm K: Độ pha loãng V: Thể tích dịch chiết, l Từ đó tính được hàm lượng anthocyanin theo phần trăm: % Anthocyanin toàn phần = ( %10010).100 2−− wm a (3) Trong đó: a: Lượng anthocyanin tính được theo công thức (2), g m: Khối lượng nguyên liệu ban đầu, g w: Độ ẩm nguyên liệu, %. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng ix 2. Phương pháp xác định độ bền màu Để nghiên cứu độ bền màu của anthocyanin tách từ bắp cải, tiến hành đo độ hấp thụ tại bước sóng hấp thụ cực đại của mẫu trước và sau khi gia nhiệt. Độ bền màu được thể hiện bằng phần trăm màu còn lại so với ban đầu, xác định theo công thức: % Màu còn lại = 1A A .100% Trong đó: A là độ hấp thụ của mẫu tại thời điểm đo xác định A1 là độ hấp thụ của mẫu tại bước sóng hấp thụ cực đại ban đầu với mỗi mẫu nghiên cứu. 3. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu được thu thập và xử lý bằng các chương trình phần mềm thống kê STAGRAPHICS PLUS 4.0, R và phần mềm Excel. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng x KẾT QUẢ THỐNG KÊ Thí nghiệm 1 ảnh hưởng của hệ dung môi đến hàm lượng anthocyanin được trích ly ANOVA Table for Anthocyan by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 0.675564 3 0.225188 134.58 0.0000 Within groups 0.0284449 17 0.00167323 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 0.704009 20 Multiple Range Tests for Anthocyan by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 0.630105 X Acid Citric - 4 0.820545 X Ethanol - HCl 4 0.846664 X NaSO3 - HCl 6 1.08683 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *0.19044 0.0540929 Acid Citric - - Ethanol - HCl -0.0261195 0.061025 Acid Citric - - NaSO3 - HCl *-0.266287 0.055708 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-0.216559 0.0540929 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-0.456727 0.0480142 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-0.240168 0.055708 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. ANOVA Table for Antho 95C by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 0.859559 3 0.28652 68.80 0.0000 Within groups 0.0707945 17 0.00416438 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 0.930354 20 Multiple Range Tests for Antho 95C by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 0.522671 X Ethanol - HCl 4 0.755493 X Acid Citric - 4 0.783584 X NaSO3 - HCl 6 1.03788 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *0.260913 0.0853371 Acid Citric - - Ethanol - HCl 0.0280907 0.0962733 Acid Citric - - NaSO3 - HCl *-0.254295 0.0878851 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-0.232822 0.0853371 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-0.515208 0.0757474 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-0.282386 0.0878851 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xi ANOVA Table for E 95C by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 698.708 3 232.903 8.03 0.0015 Within groups 493.105 17 29.0062 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 1191.81 20 Multiple Range Tests for E 95C by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 82.45 X Ethanol - HCl 4 89.2325 XX Acid Citric - 4 95.3475 X NaSO3 - HCl 6 95.5233 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *12.8975 7.1221 Acid Citric - - Ethanol - HCl 6.115 8.03481 Acid Citric - - NaSO3 - HCl -0.175833 7.33475 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl -6.7825 7.1221 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-13.0733 6.32176 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl -6.29083 7.33475 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. ANOVA Table for Antho 24h by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 0.840337 3 0.280112 146.55 0.0000 Within groups 0.0324925 17 0.00191132 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 0.87283 20 Multiple Range Tests for Antho 24h by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 0.542806 X Ethanol - HCl 4 0.785555 X Acid Citric - 4 0.789744 X NaSO3 - HCl 6 1.05266 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *0.246938 0.0578136 Acid Citric - - Ethanol - HCl 0.00418897 0.0652225 Acid Citric - - NaSO3 - HCl *-0.262919 0.0595397 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-0.242749 0.0578136 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-0.509857 0.0513168 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-0.267108 0.0595397 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xii ANOVA Table for E 24h by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 452.572 3 150.857 17.53 0.0000 Within groups 146.282 17 8.60485 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 598.855 20 Multiple Range Tests for E 24h by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 86.1329 X Ethanol - HCl 4 92.785 X Acid Citric - 4 96.195 XX NaSO3 - HCl 6 96.8617 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *10.0621 3.87913 Acid Citric - - Ethanol - HCl 3.41 4.37625 Acid Citric - - NaSO3 - HCl -0.666667 3.99495 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-6.65214 3.87913 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-10.7288 3.44321 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-4.07667 3.99495 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. ANOVA Table for Antho 24h dark by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 0.829417 3 0.276472 158.69 0.0000 Within groups 0.0296185 17 0.00174227 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 0.859036 20 Multiple Range Tests for Antho 24h dark by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 0.549705 X Acid Citric - 4 0.795987 X Ethanol - HCl 4 0.817588 X NaSO3 - HCl 6 1.05525 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *0.246282 0.0551976 Acid Citric - - Ethanol - HCl -0.0216007 0.0622713 Acid Citric - - NaSO3 - HCl *-0.259258 0.0568456 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-0.267883 0.0551976 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-0.50554 0.0489948 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-0.237657 0.0568456 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xiii ANOVA Table for E 24h dark by DM Analysis of Variance ----------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value ----------------------------------------------------------------------------- Between groups 426.047 3 142.016 9.62 0.0006 Within groups 251.088 17 14.7699 ----------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 677.135 20 Multiple Range Tests for E 24h dark by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 87.36 X Ethanol - HCl 4 96.57 X Acid Citric - 4 96.9525 X NaSO3 - HCl 6 97.1017 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *9.5925 5.08219 Acid Citric - - Ethanol - HCl 0.3825 5.73348 Acid Citric - - NaSO3 - HCl -0.149167 5.23393 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-9.21 5.08219 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-9.74167 4.51108 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl -0.531667 5.23393 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. ANOVA Table for Antho 24h 95C by DM Analysis of Variance -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- Between groups 0.867111 3 0.289037 89.11 0.0000 Within groups 0.0551427 17 0.00324369 -------------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 0.922254 20 Multiple Range Tests for Antho 24h 95C by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 0.509717 X Ethanol - HCl 4 0.741201 X Acid Citric - 4 0.766335 X NaSO3 - HCl 6 1.02737 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *0.256618 0.0753151 Acid Citric - - Ethanol - HCl 0.0251338 0.0849669 Acid Citric - - NaSO3 - HCl *-0.26103 0.0775638 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-0.231485 0.0753151 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-0.517649 0.0668516 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-0.286164 0.0775638 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xiv ANOVA Table for E 24h 95C by DM Analysis of Variance -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- Between groups 750.309 3 250.103 13.06 0.0001 Within groups 325.591 17 19.1524 -------------------------------------------------------------------------------- Total (Corr.) 1075.9 20 Multiple Range Tests for E 24h 95C by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 7 80.6429 X Ethanol - HCl 4 87.545 X Acid Citric - 4 93.5 XX NaSO3 - HCl 6 94.485 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *12.8571 5.78728 Acid Citric - - Ethanol - HCl 5.955 6.52893 Acid Citric - - NaSO3 - HCl -0.985 5.96007 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-6.90214 5.78728 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-13.8421 5.13694 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-6.94 5.96007 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for Anthocyanin - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:DM 3.22979 3 1.0766 401.05 0.0000 B:Heating 0.0582894 1 0.0582894 21.71 0.0000 C:Storage 0.0255041 1 0.0255041 9.50 0.0028 RESIDUAL 0.209385 78 0.00268443 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 3.52297 83 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for Anthocyanin by DM -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD DM Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Ethanol - H2O 28 0.551325 X Ethanol - HCl 16 0.782228 X Acid Citric - 16 0.790052 X NaSO3 - HCl 24 1.05118 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Acid Citric - - Ethanol - H2O *0.238727 0.032326 Acid Citric - - Ethanol - HCl 0.00782352 0.0364686 Acid Citric - - NaSO3 - HCl *-0.261133 0.0332912 Ethanol - H2O - Ethanol - HCl *-0.230904 0.032326 Ethanol - H2O - NaSO3 - HCl *-0.49986 0.0286934 Ethanol - HCl - NaSO3 - HCl *-0.268956 0.0332912 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xv Multiple Range Tests for Anthocyanin by Heating -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Heating Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- With 42 0.767355 X Without 42 0.82004 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- With - Without *-0.0526848 0.0225089 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Multiple Range Tests for Anthocyanin by Storage -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Storage Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 24 42 0.776273 X 0 42 0.811122 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 0 - 24 *0.0348494 0.0225089 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for Anthocyanin - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:DM 1.66856 3 0.556186 325.06 0.0000 B:Lighting 0.00112008 1 0.00112008 0.65 0.4236 RESIDUAL 0.0633078 37 0.00171102 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 1.73299 41 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Thí nghiệm 2 ảnh hưởng của phương pháp trích và số lần trích đến hàm lượng anthocyanin được trích ly Analysis of Variance for Anthcyan - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 0.0647402 1 0.0647402 10.18 0.0032 B:So lan trich 0.0800427 2 0.0400213 6.30 0.0049 RESIDUAL 0.203408 32 0.0063565 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.348191 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xvi Multiple Range Tests for Anthcyan by Method -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Method Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Control 18 1.07386 X Song sieu am 18 1.15867 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Control - Song sieu am *-0.0848137 0.0541334 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Multiple Range Tests for Anthcyan by So lan trich -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD So lan trich Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 3 12 1.06746 X 1 12 1.10132 X 2 12 1.18002 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 1 - 2 *-0.078696 0.0662996 1 - 3 0.0338677 0.0662996 2 - 3 *0.112564 0.0662996 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for Anthocyan sau 24h - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 0.0577042 1 0.0577042 15.71 0.0004 B:So lan trich 0.0519366 2 0.0259683 7.07 0.0029 RESIDUAL 0.117547 32 0.00367333 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.227187 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for Anthocyan sau 24h by Method -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Method Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Control 18 1.01366 X Song sieu am 18 1.09373 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Control - Song sieu am *-0.0800723 0.0411516 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xvii Multiple Range Tests for Anthocyan sau 24h by So lan trich -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD So lan trich Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 3 12 1.01895 X 1 12 1.03559 X 2 12 1.10655 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 1 - 2 *-0.0709555 0.0504002 1 - 3 0.0166382 0.0504002 2 - 3 *0.0875937 0.0504002 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for E 24h - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 0.374303 1 0.374303 0.03 0.8703 B:So lan trich 23.0042 2 11.5021 0.83 0.4440 RESIDUAL 441.921 32 13.81 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 465.299 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Analysis of Variance for Anthocyan sau 24h dark - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 0.0336294 1 0.0336294 7.22 0.0114 B:So lan trich 0.0685535 2 0.0342768 7.36 0.0024 RESIDUAL 0.149109 32 0.00465964 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.251291 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for Anthocyan sau 24h dark by Method -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Method Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Control 18 1.03802 X Song sieu am 18 1.09915 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Control - Song sieu am *-0.0611277 0.0463482 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xviii Multiple Range Tests for Anthocyan sau 24h dark by So lan trich -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD So lan trich Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 3 12 1.02506 X 1 12 1.05247 X 2 12 1.12824 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 1 - 2 *-0.0757675 0.0567647 1 - 3 0.0274129 0.0567647 2 - 3 *0.10318 0.0567647 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for E 24h dark - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 26.8292 1 26.8292 2.53 0.1216 B:So lan trich 3.46049 2 1.73024 0.16 0.8502 RESIDUAL 339.478 32 10.6087 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 369.768 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Analysis of Variance for Antho 24h heating - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 0.048401 1 0.048401 13.43 0.0009 B:So lan trich 0.0679604 2 0.0339802 9.43 0.0006 RESIDUAL 0.115284 32 0.00360262 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.231645 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for Antho 24h heating by Method -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Method Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- Control 18 0.996775 X Song sieu am 18 1.07011 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- Control - Song sieu am *-0.0733341 0.0407535 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xix Multiple Range Tests for Antho 24h heating by So lan trich -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD So lan trich Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 3 12 0.98851 X 1 12 1.01961 X 2 12 1.09221 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 1 - 2 *-0.0725944 0.0499127 1 - 3 0.0311016 0.0499127 2 - 3 *0.103696 0.0499127 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for E 24h heating - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Method 3.42047 1 3.42047 0.16 0.6890 B:So lan trich 0.83391 2 0.416955 0.02 0.9803 RESIDUAL 671.2 32 20.975 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 675.454 35 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Thí nghiệm 3 ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hàm lượng anthocyanin được trích ly Analysis of Variance for Anthocyanin - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 0.00177401 1 0.00177401 1.90 0.1794 B:Time 0.00603116 2 0.00301558 3.24 0.0556 RESIDUAL 0.0242241 26 0.000931698 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.0320293 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for Anthocyanin by Temp -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Temp Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 35 15 1.1543 X 30 15 1.16968 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 30 - 35 0.0153797 0.0229103 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xx Multiple Range Tests for Anthocyanin by Time -------------------------------------------------------------------------------- Method: 95.0 percent LSD Time Count LS Mean Homogeneous Groups -------------------------------------------------------------------------------- 60 10 1.14215 X 30 10 1.16938 XX 45 10 1.17444 X -------------------------------------------------------------------------------- Contrast Difference +/- Limits -------------------------------------------------------------------------------- 30 - 45 -0.00505425 0.0280593 30 - 60 0.0272305 0.0280593 45 - 60 *0.0322847 0.0280593 -------------------------------------------------------------------------------- * denotes a statistically significant difference. Analysis of Variance for Antho sau 24h - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 0.0019705 1 0.0019705 1.10 0.3049 B:Time 0.00550104 2 0.00275052 1.53 0.2356 RESIDUAL 0.0467627 26 0.00179857 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.0542343 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Analysis of Variance for E sau 24h - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 0.110161 1 0.110161 0.01 0.9174 B:Time 1.38273 2 0.691367 0.07 0.9337 RESIDUAL 261.267 26 10.0487 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 262.76 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Analysis of Variance for Antho sau 24h dark - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 0.00408097 1 0.00408097 2.19 0.1505 B:Time 0.00653146 2 0.00326573 1.76 0.1925 RESIDUAL 0.0483438 26 0.00185938 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.0589562 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng xxi Analysis of Variance for E sau 24h dark - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 4.01534 1 4.01534 0.64 0.4311 B:Time 0.466843 2 0.233421 0.04 0.9635 RESIDUAL 163.194 26 6.27668 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 167.676 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Analysis of Variance for Antho sau 24h heat - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 0.00409415 1 0.00409415 1.43 0.2428 B:Time 0.000104816 2 0.000052408 0.02 0.9819 RESIDUAL 0.0745309 26 0.00286657 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 0.0787299 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Analysis of Variance for E sau 24h heat - Type III Sums of Squares -------------------------------------------------------------------------------- Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value -------------------------------------------------------------------------------- MAIN EFFECTS A:Temp 4.67578 1 4.67578 0.24 0.6272 B:Time 27.7486 2 13.8743 0.72 0.4977 RESIDUAL 503.23 26 19.355 -------------------------------------------------------------------------------- TOTAL (CORRECTED) 535.655 29 -------------------------------------------------------------------------------- All F-ratios are based on the residual mean square error. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Anthocyanin là hợp chất màu hữu cơ thiên nhiên, thuộc nhóm flavonoid có màu đỏ, đỏ tía, xanh hiện diện trong một số rau quả. Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ. (Nguồn Huỳnh Thị Kim Cúc, Phạm Châu Huỳnh, Nguyễn Thị Lan – Trần Khôi Uyên, Xác định hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai, tạp chí Khoa học và Công Nghệ, Đại Học Đà Nẳng) Những đặc tính quí báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất màu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được đã mở ra một hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong đời sống hàng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biến thực phẩm. Điều đó hoàn toàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn cao cho người sử dụng. Trong các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao và tìm thấy được trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, hoa hibicut, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp than, gạo đỏ... Từ các tác dụng trên nhà khoa học đã tìm cách chiết tách anthocyanin từ những nguyên liệu khác nhau như: bắp cải tím, dâu tây, nho…với các phương pháp khác nhau. Việc chiết anthocyanin từ thực vật có thể thực hiện với nhiều loại dung môi khác nhau như hệ dung môi HCl + alcol, hay dùng nước SO2 để chiết tách. Khả năng chiết tách của anthocyanin tùy thuộc vào hệ dung môi sử dụng trong quá trình chiết tách. Tuy nhiên chưa có kết luận nào khẳng định dung môi nào là tốt nhất cho quy trình chiết tách. Anthocyanin được ứng dụng dùng làm chất tạo màu trong nhiều loại thực phẩm như: bánh kẹo, jelly, trong đồ uống nhẹ, đồ uống có cồn (vodkas, wines…), kem… Anthocyanin còn được dùng để nghiên cứu làm chất chỉ thị an toàn dùng trong phân tích hóa học và thực phẩm 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Khảo sát hệ dung môi và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly anthocyanin để tìm ra hệ dung môi cũng như tối ưu hóa các điều kiện khác để có thể chiết tách được anthocyanin có độ màu cao từ bắp cải tím, cụ thể như sau: 1. Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 2 2. Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp và số lần trích ly đến mật độ và độ bền màu anthocyanin trong dịch trích. 3. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến mật độ và độ bền màu anthocyanin trong dịch trích. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 3 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu 2.1.1 Chất màu Trong sinh học người ta cho rằng bất kì chất nào thể hiện màu của mô hoặc vỏ động vật hay thực vật đều có thể gọi là chất màu. Ngày nay, có trên 600 loại chất màu đã được nhận diện. Các chất màu tự nhiên thường gặp chủ yếu trong các nguyên liệu thực vật có thể chia ra làm ba nhóm chính:  Chlorophyll, diệp lục hay chất màu xanh lá cây  Các carotenoid có trong lục lạp, cho quả và rau có màu da cam, màu vàng đôi khi màu đỏ  Các chất màu flavonoid có trong các không bào, có màu đỏ, xanh và vàng. Màu sắc không chỉ đóng vai trò là chất màu mà còn có thể là:  Nguồn tiền vitamin  Chất chống oxy hóa  Nâng cao hệ thống miễn dịch  Cần cho sự phát triển bình thường của gia súc Mục đích của việc bổ sung chất màu vào thực phẩm  Khôi phục lại màu sắc đã bị mất trong quá trình bảo quản (do thực phẩm tiếp xúc với không khí, ẩm, nhiệt độ…).  Điều chỉnh màu sắc tự nhiên của sản phẩm khi màu sắc tự nhiên không đủ để thể hiện màu sắc cho sản phẩm.  Gia tăng màu thực phẩm ở mức cần thiết.  Làm đồng nhất màu thực phẩm.  Làm cho thực phẩm có màu hấp dẫn đối với người tiêu dùng. 2.1.2 Anthocyanin i. Nguồn gốc Trong các thực phẩm màu có nguồn gốc tự nhiên thì anthocyanin là họ màu phổ biến nhất tồn tại trong hầu hết các thực vật bậc cao. Anthocyanin được tìm thấy trong một số loài rau, hoa, quả, hạt có màu từ đỏ đến tím như: nho, dâu tây, bắp cải tím, lá tía tô, đậu đen, gạo nếp than…. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 4 ii. Cấu tạo Anthocyanin là những glucozit do gốc đường glucose, glactose... kết hợp với gốc aglucon có màu được gọi là anthocyanidin. Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản được mô tả trong hình 1. Các gốc đường có thể được gắn vào vị trí 3, 5, 7; thường được gắn vào vị trí 3 và 5 còn vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đường vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycozit. Khi thủy phân anthocyanin thu được đường và anthoxyanidol. R1 OH OH O+ 3 R2 OH OH A 3 5 7 B Hình 1: Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin (Nguồn: Huỳnh Thị Kim Cúc, xác định hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai) Các aglucon của anthocyanin khác nhau chính là do các nhóm gắn vào vị trí R1 và R2, thường là H, OH hoặc OCH3 iii. Tính chất Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hay dạng vô định hình là hợp chất khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Màu sắc của anthocyanin luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào pH và nhiệt độ, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác… khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzen thì màu càng xanh đậm (trong vòng benzene có thể có 1-2 hoặc 3 nhóm OH). Mức độ methyl hóa nhóm OH trong vòng benzene càng cao thì màu càng đỏ. Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số lượng gốc đường được đính vào nhiều hay ít. Tuy nhiên màu anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH của môi trường. Nói chung anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong dịch bão hòa. Khi kết hợp với đường làm cho phân tử anthocyanin càng hòa tan hơn. Anthocyanin có bước sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy. Khả năng hấp thụ cực đại tại bước sóng 510-540nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc anthocyanin, Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 5 chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin. Thường vùng acid có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn thì độ hấp thụ càng mạnh. Các anthocyanin cũng có thể kết hợp với các ion kim loại để cho các màu khác nhau: chẳng hạn với muối kali sẽ cho với anthocyanin màu đỏ máu, còn muối canxi và magie sẽ cho phức màu xanh ve. Điều đáng chú ý là màu sắc anthocyanin thay đổi theo pH của môi trường: Khi pH < 7 anthocyanin có màu đỏ Khi pH > 7 anthocyanin có màu xanh Rubrobraxinin clorua là anthocyanin của bắp cải đỏ. Khi pH = 2.4 – 4.0 thì có màu đỏ thắm pH = 4 – 6 thì có màu tím pH = 6 thì có màu xanh lam pH là kiềm thì có màu xanh lá cây Khi đun nóng lâu dài anthocyanin có thể phá hủy và mất màu, đặc biệt là các anthocyanin của dâu tây, anh đào, củ cải. Ngược lại anthocyanin của phúc bồn tử đen không thay đổi. Nhìn chung khi gia nhiệt các chất màu đỏ dễ bị phá hủy, còn chất màu vàng thì khó bị phá hủy hơn. Các màu sắc khác nhau của hoa có được là do tổ hợp các anthocyanidin và các este methylic của chúng với acid và bazơ Tóm lại, trong môi trường acid, các anthocyanin là các bazơ mạnh và có thể tạo muối (màu đỏ) bền vững với acid. Anthocyanin cũng có khả năng cho muối bề vững với bazơ (màu xanh). Ngoài tác dụng là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí như: khả năng chống oxy hóa cao nên được sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng; có tác dụng làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của các tế bào ung thư; tác dụng chống các tia phóng xạ. Những đặc tính quí báu của anthocyanin mà các chất màu hóa học, các chất màu khác hình thành trong quá trình gia công kỹ thuật không có được đã mở ra một hướng nghiên cứu ứng dụng hợp chất màu anthocyanin lấy từ thiên nhiên vào trong đời sống hàng ngày, đặc biệt trong công nghệ chế biến thực phẩm. Điều đó hoàn toàn phù hợp với xu hướng hiện nay của các nước trên thế giới là nghiên cứu khai thác chất màu từ thiên nhiên sử dụng trong thực phẩm, bởi vì chúng có tính an toàn cao cho người sử dụng. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 6 Sự chuyển đổi màu sắc của anthocyanin Hình 2: Sơ đồ chuyển đổi màu sắc của anthocyanin theo pH của môi trường Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 7 2.1.3 Một số loại rau quả chứa chất màu anthocyanin Chất màu anthocyanin thường có trong những loại rau quả có màu đỏ, xanh và tím như: dâu tây, bắp cải, nho… Bảng1: Một số loại anthocyanin phổ biến Cây Anthocyanin Bắp cải tím Cúc tây Hoa hồng Quả anh đào Quả mận Quả việt quất Quả nho Hoa cẩm quỳ Hoa mẫu đơn Hoa anh thảo Rubrobraxinin Pelargonin Xianin Ceraxianin Prunixianin Idain Delfin Enin Malvin Peonin Hirxutin (Nguồn: hóa sinh công nghiệp - nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội) 2.1.4 Giới thiệu nguyên liệu bắp cải Tên khoa học: Brassica oleracea. Var. Capitata.Lizg Viết tắc: B. ol. Var.CapitataL. Tiếng Anh: Cabbbage. i. Nguồn gốc Cải bắp ngày nay có nguồn gốc từ cải biển (Sea kale) không cuốn. Đầu tiên cải chỉ được dùng như những cây thuốc để chữa bệnh làm dịu cơn đau của bệnh gút, chữa tiêu chảy, chữa bệnh đau đầu, nước ép cải bắp dùng để giải độc khi ăn phải nấm độc… (nguồn: giáo trình kỹ thuật trồng rau, nhà xuất bản Hà Nội) Ngày nay người ta còn tìm thấy một số loài cải bắp dại (B.Cretia, B.Insularis và B. Rupestris). Loài cải bắp cuốn chặt ngày nay là thế hệ sau của B.ol.var.Sylvestri. những loài dại này được tìm thấy ở gần bờ biển Anh và xung quanh Địa Trung Hải. Hình 3: Cải bắp Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 8 ii. Phân loại Khi điều tra về thực vật học nhà khoa học cổ đại Hy Lạp, Theophrastis (372- 286 B.C) đã mô tả 3 dạng hình trong nhóm cải bắp: dạng hình lá nhăn nheo, xoăn hoặc gợn sóng; dạng hình tiếp theo có đặc điểm là mượt, nhẵn; dạng thứ 3 (dạng dại) có mùi vị rất hăng được gọi là Selinoides hoặc Selinas. Đó là những đặc điểm của cải xoăn, cải bắp và cải Xavoy (cải Xavoa). Dựa vào nguồn gốc, sự phát sinh, phát triển, sự liên quan giữa dạng hình dại và trồng trọt để tiến hành phân loại. mặt khác khi phân loại các tác giả còn dựa vào đặc điểm hình thái và nguồn gốc địa lý… như vậy sự phân loại sẽ hoàn chỉnh hơn. Loài B.oleraceae chiếm vị trí quan trọng của chi Brassicaceae, có nhiều biến chủng có ý nghĩa to lớn trong việc sản xuất thực phẩm, đời sống kinh tế và xã hội. Những biến chủng này đang chiếm vị trí quan trọng trong sản xuất rau của nhiều quốc gia, có thể tập hợp chúng trong nhóm cải bắp (Cole Crops) 1- cải bắp: Brassica oleracea L.var.capitataL. 2- Su hào: Brassica oleracea L.var.gongylodes. 3- Súp lơ trắng: Brassica oleracea L.var.botrytis L. 4- Súp lơ xanh: Brassica oleracea L.var.italica. 5- Cải làn: Brassica oleracea L.var.alloglalra. 6- Cải Bixen: Brassica oleracea L.var.gemmifera. 7- Cải xoăn (Kale): Brassica oleracea L.var.acephala. iii. Ý nghĩa kinh tế và giá trị dinh dưỡng của bắp cải Cải bắp là loại rau cho hiệu quả kinh tế cao, là loại rau quan trọng trong vụ đông ở miền Bắc nước ta trong công thức luân canh: lúa xuân – lúa mùa – cải bắp. Theo Bùi Thị Gia (2000) trồng cải bắp sẽ lãi khoảng 40 triệu đồng/1 ha/ năm. Cải bắp chịu được vận chuyển, bảo quản nên là loại rau dự trữ rất tốt. Cải bắp có khả năng dự trữ lâu trong kho chứa vào mùa đông dưới dạng tươi sống từ 5-6 tháng. Trong điều kiện nước ta cải bắp có thể trữ mát từ 10-15 ngày sau khi thu hoạch. Cải bắp còn lại là mặt hàng xuất khẩu có giá trị. Cải bắp có khả năng thích nghi rộng, dễ trồng, năng suất cao, chất lượng tốt, được nhà nông chọn để trồng và người tiêu dùng ưa thích. Những nơi trồng cải bắp nỗi tiếng ở Hà Nội : Đặng Xá, Vân Đức, Gia Lâm, Dịch Vọng, TỪ Liêm… Cải bắp là loại rau có giá trị dinh dưỡng cao, giá trị sử dụng lớn. Người ta có thể chế biến hàng chục món ăn từ cải bắp như: luộc, xào, nấu, kim chi… Ngoài tác dụng dùng làm thực phẩm cải bắp còn có khả năng chữa bệnh. Loại rau này được dùng cho người bị bệnh tim mạch, viêm ruột, bệnh dạ dày… được các nhà y tế thế giới đánh giá cao. (Nguồn: giáo trình kỹ thuật trồng rau, nhà xuất bản Hà Nội) Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 9 Cải bắp là cây rau rất quan trọng ở Miền Bắc nước ta. Diện tích cải bắp chiếm 12.6% tổng diện tích rau. Cải bắp dễ trồng, khả năng thích nghi rộng, dễ bảo quản và vận chuyển. Cải bắp là một trong những mặt hàng rau xuất khẩu. Thành phần hóa học của cải bắp không phụ thuộc vào loại giống, điều kiện chăm sóc, thời vụ mà phụ thuộc vào điều kiện khí hậu mỗi nơi, mỗi năm Cải bắp chứa 92% nước, cho năng lượng 24calo/100g. Cải bắp có chứa nhiều loại vitamin như: vitamin C 28 - 70mg/ kg cải bắp tươi, vitamin B1 0.65 - 2.4 mg/kg cải bắp tươi, vitamin K 20 - 40 mg/kg cải bắp tươi… Ngoài ra cải còn chưa một lượng vitamin U đáng kể, do đó cải bắp có khả năng chữa lành vết loét bao tử Lượng vitamin trong cải bắp nhiều gấp 4,5 lần so với cà rốt, 3,6 lần so với khoai tây, hành tây. Điều đặc biệt là vitamin A và P trong cải bắp kết hợp với nhau làm cho thành mạch máu bền vững hơn. Trong cải bắp còn chứa các chất chống ung thư: sulforaphane, phenethyl isothiocyanate và Indol-33 carbinol. (Nguồn: giáo trình kỹ thuật trồng rau, nhà xuất bản Hà Nội) Trong cải bắp có chứa nhiều chất khoáng với hàm lượng tương đối lớn 0.61 - 0.71/% sản phẩm tươi. Chất khoáng chủ yếu là Ca, P, K kế đến là Na, S. Hợp chất lưu huỳnh trong cải bắp được gọi là glucozinolat, cấu tạo từ 2 chất progoitrin và goitrin. Chất goitrin trong cơ thể người thiếu iod có khả năng kích thích hoạt động của tuyến giáp trạng làm tuyến này phù to ra gây bệnh bướu cổ. (Nguồn: giáo trình kỹ thuật trồng rau, nhà xuất bản Hà Nội) iv. Đặc điểm • Hệ rễ: cải bắp thuộc lọai rễ chùm, ưa cạn, ưa thích ẩm ướt; không chịu hạn, chịu ẩm úng • Thân: cao từ 15-50cm, mập, hình trụ đường kính đoạn thân lớn nhất từ 3.5-6 cm. Thân bắp cải gồm có thân trong và thân ngoài. Thân ngoài là đoạn thân có nhiều lá xanh xếp xít nhau như hình xoắn ốc. Ở mỗi nách lá đều có mầm ở trạng thái đang ngủ nghỉ. Khi thu hoạch các chồi phát triển mạnh, sau 25- 30 ngày thì chúng phát triển thành cây khác nhưng không có rễ. Thân trong là đoạn thân mang lá không có màu xanh, là bộ phận sử dụng được. Độ cao thân trong so với độ cao bắp thể hiện giá trị sử dụng của cải bắp cao hay thấp. Đoạn thân trong càng dài thì giá trị sử dụng càng thấp. Có 3 loại: Cải bắp thân ngắn: thân trong cao 40% Cải bắp thân trung bình: thân trong cao từ 40-60% Cải bắp thân dài: thân trong cao >60% • Lá: là bộ phận quan trọng của cây, là đặc trưng hình thái dùng để phân biệt giống cây này và giống cây khác, lá cải bắp gồm lá trong và lá ngoài. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 10 Lá ngoài thường có màu xanh, xanh nhạt hoặc xanh sẫm. Số lá thay đổi từ 9-40 lá, rộng từ 25-40cm tùy theo điều kiện trồng trọt. Người ta thường căn cứ vào hình dạng lá, màu sắc lá, sự phân bố gân lá… để nhận biệt giống Phiến lá cải bắp thường tròn, những giống sớm có xu hướng kéo dài phần đầu lá (lá thuôn dài). Những giống có lá mỏng, ít sáp, thường sinh trưởng chậm, chín muộn, dễ nhiễm sâu bệnh hại, khả năng chịu khô hạn kém. Những lá có nhiều khí khổng và nhỏ, có nhiều chất sáp, thoát hơi nước mạnh về buổi trưa, nhưng lại khôi phục nhanh khả năng hút nước về buổi chiều là những cây chịu hạn tốt. Trên lá có nhiều sáp là nhữung cây có hàm lượng vitamin C cao, dựa vào đặc điểm này các nhà chọn giống có thể chọn ra giống có nhiều vitamin C. Lá trong là bộ phận chủ yếu của cây bắp cải. Số lượng lá và khối lượng mỗi lá là chỉ tiêu có tính chất quyết định đến năng suất. Do không tiếp xúc với ánh nắng nên lá trong thường có màu trắng ngà, vàng nhạt, xanh nhạt, tím hoặc tím nhạt. Khi luộc những lá có màu tím nước có màu tím hoa cà rất đẹp. Lá trong thường ngon, giòn hơn lá ngoài. v. Hoa, quả và hạt Hoa cải bắp thuộc loại hoa thập tự, hoa lưỡng tính thụ phấn chéo nhờ côn trùng. Chúng rất dễ dàng lai tạp với các cây trong họ, sự lai tập giữa các biến chủng không có ý nghĩa kinh tế. Đối với cải bắp, lai giữa giống với nhau thể hiện ưu thế rất rõ. Khi sản xuất hạt giống và thực hiện chương trình lai tạo giống cần tiến hành cách ly nghiêm ngặt. Khoảng cách để cách ly giữa các giống là 2000m Quả của các cây trong họ thập tự và cây cải bắp thuộc loại quả giác 2 mảnh vỏ, khi quả chin khô, vỏ tách đôi hạt rơi ra ngoài. Do vậy cần thu hoạch khi quả bắt đầu chin vàng. Quả cải bắp dài trung bình 8 – 10 cm, giống cải bắp Hà Nội có từ 115 – 716 quả, giống cải bắp Bắc Hà có khoảng 376 – 464 quả (Hồ Hữu An, 1989) Hạt cải bắp nhỏ, hình cầu, nhẵn hoặc dạng lưới, màu nâu đỏ hoặc nâu sẫm. Khối lượng 1000 hat: 3.5 – 6.5 g Bắp cải tím (Brassica oleracea var capitata ruba) xuất xứ từ Địa Trung Hải, hiện nay được trồng rộng rãi khắp thế giới, thích hợp với khí hậu ôn đới. Tại Việt Nam bắp cải tím được trồng nhiều ở Đà Lạt. Bắp cải tím là một loại trong họ bắp cải Hình 4: Bắp cải tím Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 11 Bảng 2: Thành phần hóa học của bắp cải tím Thành phần Hàm lượng Vitamin K Vitamin C Vitamin B6 Omega 3 Vitamin B1 Vitamin B2 Ca Vitamin A Tryptophan Protein Mg 73.35 mcg 30.15 mg 0.17 mg 0.17 mg 0.09 mg 0.08 mg 46.50 mg 198.00 IU 0.01g 1.53g 12.00 mg 2.2 Phương pháp trích ly 2.2.1 Trích ly chất lỏng Trích ly chất lỏng là quá trình tách chất hòa tan bằng một chất lỏng khác (dung môi) không hòa tan. Quá trình trích ly chất lỏng gồm 2 giai đoạn: Giai đoạn đầu: là giai đoạn trộn lẫn, phân tách 2 pha vào với nhau để tạo sự tiếp xúc pha tốt cho dung chất truyền từ hỗn hợp đầu vào dung môi. Nếu thời gian tiếp xúc pha đủ thì quá trình truyền vật chất xảy ra cho đến khi đạt cân bằng giữa hai pha. Giai đoạn kế tiếp: là giai đoạn tách pha, hai pha tách ra dễ dàng hay không tùy thuộc vào sự sai biệt khối lượng riêng giữa hai pha. Một pha là pha trích gồm chủ yếu dung môi và dung chất, một pha gọi là pha rafinat gồm chủ yếu phần còn lại của hỗn hợp ban đầu. Thường thì các cấu tử trong hỗn hợp và dung môi đều ít nhiều hòa tan vào nhau vì thế trong hai pha đều có sự hiện diện của cả ba cấu tử. Các phương pháp trích ly theo đoạn: Trích ly theo một đoạn: quá trình có thể thực hiện liên tục hay gián đoạn. Hỗn hợp ban đầu và dung môi được trộn lẫn với nhau, quá trình truyền khối diễn ra giữa hai pha được tiến hành cho đến khi hệ cân bằng sau đó để hỗn hợp lắng và tách pha. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 12 Hình 5: Sơ đồ trích ly theo 1 đoạn Trích ly theo nhiều đoạn giao dòng: quá trình cũng có thể thực hiện liên tục hay gián đoạn. Đây là sự kéo dài của quá trình trích ly một đoạn trong đó pha rafinat liên tục đi qua mỗi đoạn để được tiếp xúc với dung môi mới. Hình 6: Sơ đồ trích ly theo nhiều đoạn giao dòng Trích ly liên tục nhiều đoạn nghịch dòng: nguyên liệu ban đầu và dung môi đi ngược chiều nhau. Nguyên liệu đi vào đầu này còn dung môi đi vào đầu kia. Pha trích và pha rafinat đi liên tục, ngược chiều nhau qua mỗi đoạn. Hình 7: Sơ đồ trích ly liên tục nhiều đoạn nghịch dòng Trích ly liên tục nghịch dòng có hoàn lưu: trong quá trình trích ly liên tục nghịch dòng, dòng sản phẩm trích có nồng độ lớn nhất khi đạt cân bằng với dòng nhập liệu. Việc sử dụng dòng hoàn lưu của pha trích làm pha trích có nồng độ cao hơn Nguyên liệu Pha trích Dung môi Pha rafinat Đoạn 1 Đoạn 2 Đoạn 3 Nguyên liệu Pha trích 3 Pha trích 2 Pha trích 1 Dung môi S1Y1 Dung môi S2 Y2 Dung môi S3 Y3 Pha trích Pha rafinat cuối cùng Đoạn 1 Đoạn 2 Đoạn 3 Đoạn n Nguyên liệu Dịch trích Dung môi Pha rafinat Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 13 2.2.2 Trích ly chất rắn Trích ly chất rắn là quá trình hòa tan chọn lựa một hay nhiều cấu tử trong chất rắn bằng cách cho chất rắn tiếp xúc với dung môi. Quá trình trích ly chất rắn phụ thuộc vào cấu tạo bề mặt và kích thước của chất rắn. Nhiệt độ trích ly càng cao càng tốt vì nhiệt độ cao làm tăng độ hòa tan của dung chất vào dung môi, làm giảm độ nhớt do đó làm tăng hệ số khuếch tán và tăng tốc độ quá trình trích ly. Tuy nhiên với sản phẩm tự nhiên, nhiệt độ trích ly quá cao có thể làm tăng độ hòa tan của các chất không mong muốn vào dung dịch. Quá trình trích ly chất rắn có thể thực hiện gián đoạn, bán liên tục hoặc liên tục. Trong mỗi trường hợp quá trình có thể là tiếp xúc pha theo bậc hoặc tiếp xúc pha liên tục. Có 2 phương pháp để tạo sự tiếp xúc pha là phun tưới chất lỏng qua lớp vật liệu rắn hoặc nhúng chất rắn chìm hoàn toàn trong chất lỏng. Việc lựa chọn thiết bị trong một trường hợp bất kỳ phụ thuộc phần lớn trên trạng thái vật lý của chất rắn và dung chất trong chất rắn. Quá trình trích ly chất rắn được sử dụng nhiều trong công nhiệp luyện kim, nó đóng vai trò quan trọng trong quy trình luyện nhôm, cobalt, mangan, nickel và kẽm. Nhiều sản phẩm hữu cơ thiên nhiên được thu hồi bằng quy trình trích ly chất rắn như: dầu thực vật được thu hồi từ các loại hạt chứa dầu như đậu nành, bông vải… bằng cách cho tiếp xúc với dung môi hữu cơ, tannin được tách ra từ vỏ bằng cách cho tiếp xúc với nước và nhiều dược phẩm khác nhau được thu hồi từ lá thuốc, cây thuốc … Trà và cà phê được trích ly bằng cách cho tiếp xúc với nước nóng. 2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly i. Nhiệt độ Khi tăng nhiệt độ trích ly, các phân tử dung môi và chất tan xảy ra sự chuyển động hỗn độn làm tăng vận tốc khuếch tán từ nguyên liệu vào dung môi. Nhờ vậy mà khả năng trích ly đạt hiệu quả cao. ii. Phương pháp trích ly Tùy thuộc vào phương pháp trích ly mà hiệu suất trích ly khác nhau. Trong các phuơng pháp trên phương pháp trích ly một đoạn cho hiệu suất thấp nhất. Để tăng hiệu suất trích ly ta thực hiện phương pháp trích ly nhiều lần. iii. Thời gian trích Thời gian tiếp xúc của dung môi và nguyên liệu càng dài thì khả năng trích ly càng cao khi đó nồng độ chất tan đạt giá trị cân bằng. Tuy nhiên nếu thời gian quá dài sẽ hòa tan các chất trong nguyên liệu vào dung môi trích ly, sản phẩm thu được không tinh khiết. iv. Hệ dung môi và vận tốc chuyển động của dung môi Dung môi dùng để trích ly phải hòa tan các chất cần trích ly. Các loại dung môi khác nhau có khả năng trích ly khác nhau. Hiệu suất trích ly còn tùy thuộc vào tỷ lệ hàm lượng Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 14 dung môi so với nguyên liệu. Tỷ lệ này càng cao thì dung dịch trích ly càng nhiều. Hệ dung môi là yếu tố quan trọng nhất quyết định hiệu suất trích ly Yêu cầu dung môi trích ly: - Hòa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hòa tan các cấu tử cần trích ly, khả năng hòa tan càng lớn càng tốt, nhưng ít hòa tan các cấu tử khác. - Khối lượng riêng phải khác xa khối lượng riêng của hỗn hợp nguyên liệu ban đầu. - Có hệ số khuếch tán lớn đảm bảo cho tốc độ chuyển khối lớn. - Độ bay hơi càng lớn càng tốt. - Nhiệt dung riêng và ẩn nhiệt hóa hơi càng bé càng tốt. - Dung môi cần có tính bền về hóa học. Độ nhớt, áp suất hơi và điểm đông đặc phải thấp. Không độc, không gây cháy và giá thành thấp. Vận tốc chuyển động của dung môi sẽ làm tăng sự tiếp xúc của dung môi và nguyên liệu, tốc độ khếch tán tăng, rút ngắn được thời gian trích ly. Tỷ lệ giữa lượng dung môi và nguyên liệu càng lớn thì khả năng trích ly càng cao. v. Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào Đây là một trong các yếu tố cơ bản thúc đẩy nhanh quá trình trích ly. Việc phá vỡ tối đa cấu trúc tế bào nguyên liệu tạo điều kiện tiếp xúc triệt để của chất tan và dung môi vi. Kích thước và hình dạng nguyên liệu Ảnh hưởng đến tốc độ chuyển động của dung môi qua lớp nguyên liệu. Nguyên liệu có kích thước không đồng đều, trong quá trình trích ly, các hạt mịn sẽ lắng đọng trên những phần nguyên liệu chưa bị phá vỡ cấu trúc làm tắc ống mao dẫn. Khi đó dung môi chỉ lưu thông trên toàn bề mặt lớp vật liệu, khả năng hoà tan của các chất tan vào dung môi thấp nên hiệu suất trích ly thấp. 2.3 Sóng siêu âm Siêu âm là sóng cơ học có tần số lớn hơn tần số âm nghe thấy (trên 20kHz). Thính giác của con người rất nhạy cảm với dải tần số từ âm trầm (vài chục Hz) đến các âm thanh rất cao (gần 20kHz). Một số loài vật như dơi, ong… có thể cảm nhận được siêu âm. 2.3.1 Sóng siêu âm có cường độ lớn Ngoài sự phân loại sóng đàn hồi theo tần số, người ta còn phân loại theo cường độ. Cùng một vùng tần số đàn hồi song lại có cường độ khác nhau, trong chừng mực nhất định sóng siêu âm có tính chất khác nhau. Các dao động siêu âm có cường độ nhỏ hơn một vài oat trên centimet vuông gọi là sóng siêu âm có cường độ nhỏ, sóng siêu âm có cường độ một vài oat trên centimet vuông trở lên gọi là sóng siêu âm có cường độ lớn. thật ra sự phân loại này có tính tương đối vì nó còn phụ thuộc vào tần số sóng siêu âm, tùy thuộc vào bản chất môi trường cũng như các điều kiện vật lý khác của môi trường. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 15 Sóng siêu âm có cường độ lớn gây ra nhiều hiện tượng mới lạ mà sóng siêu âm có cường độ nhỏ không thể có được. Các hiện tượng này giữ vai trò quan trọng trong kỹ thuật. Hiện tượng chảy âm Hiện tượng chảy âm còn có tên là hiệu ứng gió âm, xảy ra trong chất lỏng. Nếu truyền một chùm siêu âm có cường độ đủ lớn vào trong lòng chất lỏng, sóng siêu âm sẽ bị chất lỏng hấp thụ rất mạnh. Năng lượng hấp thụ sẽ biến thành nội năng của các phân tử trong chất lỏng, làm cho nội năng của chúng tăng lên đáng kể. Mặt khác sóng siêu âm tạo ra trong lòng chất lỏng các vùng nén, dãn cách nhau liên tiếp, nên xuất hiện sự biến thiên mật độ năng lượng trong các vùng này khá đột ngột. Tại vùng nén mật độ năng lượng rất cao, ở vùng dãn năng lượng khá nhỏ. Kết quả làm xuất hiện một dòng hạt chất lỏng, gọi là dòng thủy động lực. Dòng này có vận tốc khá lớn và hướng theo phương truyền sóng. Cho nên sóng siêu âm đã tạo ra một luồng hạt chuyển động trong chất lỏng giống như một luồng gió cuốn theo cát bụi. Đó chính là hiện tượng chảy âm. Dòng thủy lực có vận tốc lớn đến hàng trăm centimet trên giây sẽ tạo thành các vùng xoáy rất mạnh ở gần mặt vật cản trên đường đi của nó. Chính dòng xoáy này, một mặt có thể phá vỡ bề mặt vật cản, mặt khác có thể làm cho các hạt chất lỏng khuếch tán vào trong vật cản nữa. Lợi dụng tính chất này của hiện tượng chảy âm, người ta có thể: phá vỡ biên giới vững chắc giữa các chất lỏng không hòa tan được với nhau như nước với thủy ngân, nước với các dung môi hữu cơ… tăng nhanh quá trình hòa tan các vật rắn vào trong dung dịch, quá trình các phản ứng hóa học, ... rửa và làm sạch bằng siêu âm. Hiện tượng sinh lỗ hổng Hiện tượng sinh lỗ hổng hay còn gọi là hiệu ứng kavitaxi. Như chúng ta đã biết khi truyền một chùm sóng siêu âm có cường độ lớn vào trong chất lỏng chúng sẽ tạo ra các vùng nén dãn liên tiếp. Do đó làm xuất hiện tính chất bất đồng nhất về mật độ khối lượng trong môi trường. Khi cường độ sóng siêu âm đủ lớn tính chất bất đồng ấy càng trở nên rõ rệt. Kết quả là ở vùng nén áp suất tăng lên rất cao, ở vùng dãn áp suất giảm đi đáng kể đến mức nhỏ hơn áp suất khí quyển. Hiện tượng trên được gọi là sự hình thành vùng áp suất âm. Do sự hình thành vùng áp suất âm nên có sự chênh lệch rất lớn về áp suất giữa vùng nén và vùng dãn. Kết quả là dưới tác dụng của sóng siêu âm có cường độ lớn, chất lỏng dường như bị xé ra, bị căng ra làm cho chúng thành một môi trường không liên tục. Nơi bị xé ra, lập tức hình thành túi khí chứa không khí và hơi nước bão hòa gọi là các lỗ hổng. Các túi khí này đầu tiên là các bọt khí có kích thước nhỏ, sau đó tăng lên rất nhanh và do sự chênh lệch áp suất, túi khí này vỡ tung ra, chất lỏng lấp lại lỗ hổng đó. Quá trình lấp lỗ hổng xảy ra rất nhanh, đồng thời kèm theo tiếng nổ lớn. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng sinh lỗ hổng hay hiệu ứng kavitaxi. Hiện tượng sinh lỗ hổng trong chất lỏng xảy ra phụ thuộc vào cường độ và tần số sóng siêu âm. Theo nghiên cứu, ở tần số càng cao, muốn có hiện tượng sinh lỗ hổng thì sóng siêu âm phải có cường độ càng cao. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 16 Hiệu ứng kavitaxi tạo ra xung âm có áp suất rất lớn, từ vài chục đến vài trăm atmốtphe, đồng thời phổ của xung âm chiếm dải tần số rất rộng. Dưới tác dụng của xung âm này, các vật rắn này có thể bị phá vỡ nhanh chóng. 2.3.2 Ứng dụng của sóng siêu âm trong thực tế Từ lâu, siêu âm đã được ứng dụng trong thực tế như: - Rada siêu âm (Sona) dùng để phát hiện các mục tiêu dưới nước như thăm đò đáy biển, phát hiện tàu ngầm, đàn cá… Ưu điểm của siêu âm là ít bị suy giảm trong môi trường nước. - Phát hiện phóng điện cục bộ trong máy biến áp (MBA). Khi có phóng điện cục bộ trong MBA sẽ phát sinh sóng siêu âm lan truyền trong dầu. Nhờ bộ cảm biến siêu âm gắn trên thùng dầu có thể phân tích sóng tới và sóng phản xạ của nguồn phóng điện và định vị chính xác vị trí dây quấn MBA có phóng điện cục bộ. - Trong ngành y tế, rada siêu âm giúp các bác sĩ có thể nhìn rő cấu trúc nội tại của cơ thể, chẩn đoán chính xác khối u, thai nhi… - Siêu âm cũng được ứng dụng rộng rãi trong kỹ thuật gia công kim loại. Sóng siêu âm là sóng cơ đàn hồi mang năng lượng, có thể làm sạch bề mặt các chi tiết trước khi gia công như mạ, hàn… - Trong kĩ thuật đo và kiểm tra công nghiệp, việc đo và phân tích tiếng dội khi chùm siêu âm được chiếu lên bề mặt kiểm tra có thể giúp ta phát hiện được trạng thái bề mặt và các khuyết tật bên trong cấu trúc. Kĩ thuật này đang được ứng dụng một cách rộng rãi, tuy nhiên có một trở ngại là sóng siêu âm bị suy giảm rất mạnh trong không khí cho nên cần sử dụng môi trường nước đặt giữa đầu dò siêu âm và đối tượng kiểm tra. Chi tiết cần kiểm tra thường được nhúng trong nước và nước đóng vai trò như một ống dẫn sóng. Việc bắt buộc phải sử dụng môi trường nước để dẫn sóng siêu âm là trở ngại chính trong ứng dụng của sóng siêu âm đối với đo lường và kiểm tra công nghiệp. 2.3.3 Ứng dụng của sóng âm trong thực phẩm Yêu cầu rất lớn đôi với ngành công nghệ thực phẩm là làm sao cho thực phẩm ngày càng bổ hơn, sử dụng thuận tiện hơn, bảo quản lâu mà lại ngon hơn. Để đáp ứng được dòi hỏi ấy, người ta đã xử dụng kỹ thuật siêu âm. Dưới tác dụng của sóng siêu âm, chất lượng của một số thực phẩm tăng lên rõ rệt, đặc biệt là sữa, cá, thịt, bơ… Hiện nay, kỹ thuật siêu âm đã được áp dụng rộng rãi vào các ngành công nghệ thực phẩm khác nhau như chế biến bánh kẹo, sản xuất bánh mì, các loại rượu và nước giải khác, sản xuất đồ hộp, kỹ thuật lên men… Ngoài ra còn dùng trong tiệt trùng thực phẩm, đồ hộp, làm cho thực phẩm có chất lượng hơn, thời gian bảo quản tăng lên. Với loại thực phẩm và các thành phẩm khác có chứa sữa, nhiệm vụ đặc ra từ lâu phải giải quyết là làm sao kéo dài thời hạn sử dụng và bảo quản, đồng thời phẩm chất, hương vị của chúng không thay đổi. Người ta thấy rằng nếu dùng sóng siêu âm có tần số, cường độ Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 17 xác định và thời gian thích hợp để chiếu vào sữa, làm cho chất lượng của chúng tốt hơn hẳn, thời gian bảo quản và thời hạn sử dụng tăng lên từ 2 đến 3 lần. Sóng siêu âm cũng làm tăng nhanh quá trình tạo thành phomat. Ở xưởng, người ta đã xử lý phomat bằng sóng siêu âm, chỉ trong thời gian 10 giây rồi để lên men, sau 6 tuần lễ đã đạt yêu cầu. Quy trình này nếu xử lý trong điều kiện bình thường phải mất 5 tháng. Ngoài ra, sóng siêu âm còn được dùng để tạo hổn dịch nhằm chế tạo phomat lỏng, một mặt làm cho chất lượng chúng tăng lên, một mặt tiết kiệm được chất béo. Ở xưởng sản xuất bánh mì, khâu rất cơ bản là tạo hỗn dịch của chất béo và nước. Khâu này cũng do sóng siêu âm đảm nhận. Hỗn dịch do sóng siêu âm tạo ra rất ổn định, dùng để sản xuất bánh mì làm cho chúng ngon hơn, thơm hơn, đồng thời tiết kiệm được tới 90% so với lượng chất béo sử dụng trước đây. (Nguồn: Nguyễn Đăng Tạc, siêu âm và ứng dụng, nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nôi, 1978) Để sản xuất bánh kẹo, sóng siêu âm có tác dụng lớn trong việc kết tinh và tạo dung dịch ổn định, đồng đều trong thể tích rất lớn. Điều đó làm cho quá trình sản xuất bánh kẹo được nhanh hơn, chất lượng đảm bảo hơn. Các kỹ sư thực phẩm đều xác nhận rằng dùng sóng siêu âm chất lượng kẹo tăng hơn rất nhiều so với phương pháp thông thường. Trong công nghiệp sản xuất đồ hộp, sóng siêu âm được áp dụng vào các khâu tiệt trùng thực phẩm trước, trong và sau khi đóng hộp. Đặc biệt những loại thịt, cá hộp người ta còn dùng sóng siêu âm để nghiền, một mặt làm cho thực phẩm rất tơi, nhỏ; mặt khác có thể hòa lẫn mỡ vào thực phẩm khá đồng đều làm cho đồ hộp có phẩm chất cao hơn, thời gian bảo quản và sử dụng kéo dài thêm từ 2 – 3 lần. Để sản xuất rượu nho, rượu mùi việc sử dụng sóng siêu âm cũng rút ngắn quy trình sản xuất một vài năm xuống vài ba giờ. Riêng quy trình sản xuất rượu nho , kỹ thuật siêu âm được áp dụng ở nhiều khâu, trước hết là khâu ép. Người ta dùng một chùm siêu âm có công suất lớn chiếu vào quả nho, các tổ chức hữu cơ trong quả nho bị pha hủy và nghiền nát rất nhanh chóng, nên chất lượng nước ép cao hơn, bả nho gần như tách hoàn toàn và hiệu suất ép nho tăng rõ rệt. Nhờ có sóng siêu âm, thời gian ép nho đã giảm xuống tới 80% so với trước đây vì thế mà giảm chi phí xuống đáng kể. 2.4 Một số nghiên cứu trích ly anthocyanin từ nguyên liệu bắp cải tím và dâu tây Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự, Chiết tách anthocyanin từ quả dâu bằng nước sulfured và một số đặc tính của chúng, tiến hành chiết anthocyanin thô với các dung môi có nồng độ SO2 là 500ppm, 700ppm, 900ppm, 1100ppm và 1500ppm, bổ sung 1% HCl, nhiệt độ 30oC, thời gian chiết 30 phút. Kết quả thu được hàm lượng anthocyanin khi nồng độ SO2 đạt 1100ppm là cao nhất. Nguyễn Thị Lan, Lê Thị Lạc Quyên, nghiên cứu ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu cao từ dâu tây Hội An, trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Đà Nẳng. Kết quả chọn được hệ dung môi tốt cho quá trình chiết tách chất màu anthocyanin có độ màu cao từ quả dâu là ethanol - nước – HCl, với tỷ lệ dung môi ethanol - nước là 1:1 (với 1% HCl) để hàm lượng anthocyanin thu được nhiều nhất. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 18 Nguyễn Thị Phương Anh, Nguyễn Thị Lan, nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến màu anthocyanin từ bắp cải tím ứng dụng làm chất chỉ thị an toàn trong phân tích hóa học và thực phẩm, tạp chí Khoa Học Đà Nẳng. Kết quả khẳng định màu anthocyanin thay đổi từ đỏ đến xanh khi môi trường thay đổi từ acid sang kiềm. Huỳnh Thị Kim Cúc và các cộng sự, xác định hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai, tiến hành nghiên cứu xác định được hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả thuộc khu vực miền trung Việt Nam bằng phương pháp pH vi sai. Kết quả cho thấy một số nguyên liệu có hàm lượng anthocyanin tương đối cao như: quả dâu ta 1,188 %; bắp cải tím 0,909%; lá tía tô 0,397%; trà đỏ 0,335%, vỏ nho 0,564%, vỏ cà tím 0,441%. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 19 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 3.1 Phương tiện thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ. Thời gian thực hiện 12 tuần. 3.1.1 Nguyên liệu Bắp cải tím 3.1.2 Dụng cụ - Thiết bị Máy quang phổ Spectrophotometer pH kế Thiết bị điều nhiệt (waterbath) Máy tạo sóng siêu âm (Bộ môn Sinh lý – sinh hóa) Một số dụng cụ và thiết bị thí nghiệm khác 3.1.3 Hóa chất HCl Ethanol Acid citric Natri bisunfit 3.2 Phương pháp nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi, số lần trích, thời gian, nhiệt độ và phương pháp trích đến hàm lượng cũng như độ bền màu của anthocyanin thu được. 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin Mục đích thí nghiệm: Khảo sát khả năng trích ly anthocyanin từ bắp cải tím của các hệ dung môi khác nhau, từ đó tìm ra hệ dung môi có khả năng trích ly tối ưu nhất. Khảo sát 4 hệ dung môi (A) - Hệ dung môi ethanol- nước tỷ lệ 1:1 có bổ sung HCl 1% (A1) - Hệ dung môi có chứa SO2 với nồng độ 1100ppm có bổ sung HCl 1% (A2) - Hệ dung môi HCl 1% – acid citric 1% – nước (A3) - Hệ dung môi ethanol – nước tỷ lệ 1:1 (A4) Chuẩn bị thí nghiệm - Chuẩn bị bắp cải - Chuẩn bị các hệ dung môi với nồng độ như trên Tỷ lệ nguyên liệu và dung môi trích ly là 50g: 500ml Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 20 Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố và 3 lần lặp lại. Nhân tố thay đổi là hệ dung môi (nhân tố A). Tổng số thí nghiệm là 4 Tiến hành thí nghiệm: Bắp cải được mua về, rửa sạch, cân, nghiền. Cho mẫu bắp cải đã nghiền và dung môi vào ống nghiệm. Giữ hỗn hợp ở nhiệt độ 300C trong khoảng 30 phút. Sau đó đem trích ly, lọc, cô đặc thu được dịch màu. Dịch màu thu được đem xác định nồng độ màu và thử độ bền màu. Kiểm tra độ bền màu của anthocyanin được thực hiện theo 3 cách:  Để dung dịch màu trong điều kiện tối ở nhiệt độ phòng  Để dung dịch màu ngoài ánh sáng ở nhiệt độ phòng  Đun dung dịch màu lên đến nhiệt độ 950C Sau khi thực hiện các phương pháp trên trong một khoảng thời gian nhất định (5 giờ, 24 giờ), tiến hành đo hàm lượng màu còn lại của các dung dịch màu. A4 A1 A3 A2 Nguyên liệu Ngâm trong dung môi Xử lý Lọc Trích ly Xác định nồng độ anthocyanin Dịch chất màu Kiểm tra độ bền màu Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 21 Chỉ tiêu theo dõi Hàm lượng, độ bền màu anthocyanin. 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp và số lần trích ly đến mật độ và độ bền màu anthocyanin trong dịch trích Mục đích thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp trích, số lần trích đến hàm lượng và độ bền màu của anthocyanin thu được, từ đó chọn ra phương pháp cũng như số lần trích tối ưu. Khảo sát trên nhân tố B là phương pháp trích, bao gồm:  Trích trong điều kiện bình thường ( B1)  Trích bằng sóng âm (B2) Và nhân tố C là số lần trích (với một lượng dung môi cố định), bao gồm:  1 lần trích (C1)  2 lần trích (C2)  3 lần trích (C3) Chuẩn bị thí nghiệm: Bắp cải được mua, làm sạch và nghiền như trên. Hệ dung môi chọn ra từ thí nghiệm 1 được pha sẵn với nồng độ tương ứng. Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố là phương pháp (nhân tố B) và số lần trích ly (nhân tố C). Tổng số thí nghiệm là 2 x 3 = 6 thí nghiệm. Thí nghiệm được lập lại 3 lần với từng phương pháp và số lần trích tương ứng. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 22 Tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm được tiến hành như thí nghiệm 1 và 2 theo sơ đồ bố trí như trên. Chỉ tiêu theo dõi Hàm lượng, độ bền màu anthocyanin. Ngâm trong dung môi Trích ly … B1 B2 C1 C2 C3 C1 C2 C3 Lọc Xác định nồng độ anthocyanin Dịch chất màu Kiểm tra độ bền màu Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 23 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến mật độ và độ bền màu anthocyanin trong dịch trích Mục đích thí nghiệm: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hàm lượng và độ bền màu của anthocyanin thu được, từ đó tìm ra được nhiệt độ và thời gian cho khả năng trích ly cao nhất. Khảo sát trên nhiệt độ trích là nhân tố D và thời gian trích là nhân tố E, bao gồm: Nhiệt độ trích (D)  300C (D1)  350C (D2) Thời gian (E)  30 phút (E1)  45 phút (E2)  60 phút (E3) Chuẩn bị thí nghiệm: - Thí nghiệm 2 được tiến hành trên cơ sở thí nghiệm 1. Hệ dung môi chọn ra từ thí nghiệm 1 được pha sẵn với nồng độ trên. - Chuẩn bị bắp cải Sơ đồ bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố là nhiệt độ (nhân tố D) và thời gian trích (nhân tố E). Tổng số thí nghiệm là 2 x 3 = 6 thí nghiệm. Mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần với từng nhiệt độ và thời gian tương ứng. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 24 Tiến hành thí nghiệm: Bắp cải được rửa sạch, cân, nghiền nhỏ và ngâm trong dung môi (chọn dung môi có khả năng trích ly cao nhất từ thí nghiệm 1) theo sơ đồ bố trí trên. Lọc Xác định nồng độ anthocyanin Dịch chất màu Kiểm tra độ bền màu … Ngâm trong dung môi Trích ly E1 E2 D3 E3 D1 E1 E2 E3 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 25 Sau khi ngâm, trích ly, dung dịch cũng được cô đặc để thu được dịch chất màu và tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu như thí nghiệm 1. Chỉ tiêu theo dõi: Hàm lượng, độ bền màu và hiệu suất trích ly anthocyanin. 3.3 Các phương pháp phân tích và xử lý số liệu Bảng 3: Các phương pháp phân tích và xử lý số liệu TT Chỉ tiêu Phương pháp 1 2 3 Xác định hàm lượng anthocyanin Xác định độ bền màu anthocyanin Xử lý số liệu Phương pháp pH vi sai (phụ lục 1) Phương pháp xác định độ bền màu (phụ lục 2) Bằng các chương trình phần mềm thống kê STAGRAPHICS PLUS 4.0, R và phần mềm Excel Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 26 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng trích ly anthocyanin Trong quá trình trích ly, yếu tố ảnh hưởng quan trọng nhất đến hàm lượng chất cần trích là hệ dung môi được sử dụng trong quá trình trích ly. Chính vì vậy mà đề tài này nghiên cứu để tìm ra hệ dung môi có khả năng trích được hàm lượng anthocyanin cao từ bắp cải tím. Anthocyanin là một chất phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Việc lựa chọn dung môi thích hợp khi trích ly sẽ thu được hàm lượng anthocyanin cao nhất. Các hệ dung môi được sử dụng là:  Ethanol- nước có pH là 6.5  Ethanol – nước- HCl(1%) có pH là 1  Acid Citric(1%)- HCl(1%) có pH là 0.8  NaHSO3( nồng độ SO2 là 1100pm) – HCl (1%) có pH là 1 Thí nghiệm được tiến hành như phần phương tiện và phương pháp nghiên cứu, 4 nghiệm thức thay đổi giữa các dung môi được tiến hành với 3 lần lặp lại. Quá trình thí nghiệm được tiến hành ở 30oC trong thời gian 30 phút. Các nghiệm thức đo mật độ quang tương ứng với λ = 523nm (bước sóng cho độ hấp thu lớn nhất đối với chất màu anthocyanin từ bắp cải tím) và λ= 700nm (bước sóng cho độ hấp thu nhỏ nhất) (nguồn xác định hàm lượng anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả bằng phương pháp pH vi sai, Huỳnh Thị Kim Cúc và cộng sự). Bảng 4. Kết quả thống kê hàm lượng anthocyanin (%) sau khi trích và bảo quản trong các hệ dung môi (a, b,c thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo cột ở mức ý nghĩa 5%) Sau khi trích thu được 0.5l dung dịch, hàm lượng anthocyanin thu được trong dung dịch được xác địn theo căn bản khô theo công thức (3) Hệ dung môi pH Sau khi trích Sau khi đun 95oC Để ngoài sáng (sau 24 giờ) Để trong tối sau 24 giờ) Sau khi đun 95oC (sau 24 giờ) Ethanol - H2O 6.5 0.630c 0.522c 0.542c 0.550c 0.510c Ethanol - HCl 1 0.847b 0.755b 0.786b 0.817b 0.741b A. Citric - HCl 0.8 0.820b 0.783b 0.790b 0.796b 0.766b NaHSO3 - HCl 1 1.087a 1.037a 1.052a 1.055a 1.027a Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 27 Bảng 5. Kết quả thống kê % anthocyanin còn lại khi bảo quản trong các dung môi trích ly trong các điều kiện khác nhau Hệ dung môi Sau khi trích Sau khi đun 95oC Để ngoài sáng (sau 24 giờ) Để trong tối sau 24 giờ) Sau khi đun 95oC (sau 24 giờ) Ethanol - H2O 100 82.45b 86.13c 87.36b 80.64c Ethanol - HCl 100 89.23ba 92.78b 96.57a 87.54b A. Citric - HCl 100 95.35a 96.19ba 96.95 a 93.5ba NaHSO3 - HCl 100 95.52a 96.86a 97.10a 94.48a (a, b, c thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê theo cột ở mức ý nghĩa 5%) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Ethanol - H2O Ethanol - HCl Acid Citric - HCl NaHSO3 - HCl An th o cy an in (% ) Hệ dung môi Anthocyanin trong dịch trích ly giữ ở các điều kiện khác nhau Sau trích ly Sau 24 giờ, đk sáng Sau 24 giờ,đk tối Sau đun 95oC,15 phút Sau 24 giờ, đun 95C,15phút Hình 8: Đồ thị hàm lượng anthocyanin sau khi trích và bảo quản trong các hệ dung môi Luận văn tốt nghiệp khóa 29 -2008 Trường Đại Học Cần Thơ Chuyên ngành Công Nghệ Thực Phẩm- Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng 28 Dựa vào bảng 4 và đồ thị hình 8 cho thấy khi sử dụng hệ dung môi NaHSO3 – HCl thu được hàm lượng anthocyanin là 1.087% cao hơn các dung môi khác (hàm lượng anthocyanin thu được khi sử dụng hệ dung môi Ethanol – H2O là 0.847%, Ethanol – HCl là 0.63%, Acid Citric – HCl là 0.82%). Phân tử càng phân cực, lực tương tác càng