Nghiên cứu trích ly charantin từ khổ qua (mướp đắng) và xác định khả năng ức chế enzyme amylase của dịch trích ly

TÓM T ẮT LUẬN VĂN Tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú ở Việt Nam, khổ qua với tính năng đặc biệt trong việc phòng ngừa và hỗ trợ điều trị tiểu đường, chúng tôi chọn đối tượng này để ngh

NGUYỄN TRẦN THÁI KHANH

NGHIÊN CỨU TRÍCH LY CHARANTIN TỪ KHỔ QUA (MƯỚP ĐẮNG) VÀ XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ENZYME AMYLASE CỦA DỊCH TRÍCH LY

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm và đồ uống

Mã số: 60 54 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp HCM, 07/2013

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Lê Quang Trí

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm :

3 PGS.TS Đống Thị Anh Đào Phản biện 1

4 PGS TS Đồng Thị Thanh Thu Phản biện 2

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-oOo -

Tp HCM, ngày tháng năm 2013

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Nguyễn Trần Thái Khanh MSHV: 11110201

Ngày, tháng, năm sinh: 07-11-1988 Nơi sinh: TP.Trà Vinh Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm và Đồ Uống MS: 605402

1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TRÍCH LY CHARANTIN TỪ KHỔ QUA

(MƯỚP ĐẮNG) VÀ XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ENZYME AMYLASE

CỦA DỊCH TRÍCH LY

• Khảo sát và tìm ra giống khổ qua thích hợp cho quá trình trích ly

• Khảo sát các phương pháp tiền xử lý nguyên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly charantin

• Khảo sát và tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly

• Xác định khả năng ức chế enzyme amylase của dịch trích ly

3- NGÀY GIAO NHI ỆM VỤ: 01/2012

5- H Ọ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Lê Quang Trí

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC

TÓM T ẮT LUẬN VĂN

Tận dụng nguồn nguyên liệu phong phú ở Việt Nam, khổ qua với tính năng đặc biệt trong việc phòng ngừa và hỗ trợ điều trị tiểu đường, chúng tôi chọn đối tượng này để nghiên cứu quy trình trích ly hoạt chất Charantin và xác định khả năng ức chế enzyme amylase của dịch trích ly

Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành khảo sát quá trình trích ly charantin từ khổ qua trong những điều kiện khác nhau: tiền xử lý nguyên liệu với enzyme, sóng siêu âm

và kết hợp theo thứ tự: enzyme-siêu âm; thay đổi nguyên liệu, dung môi, thời gian, nhiệt

độ trích ly Sau đó, chúng tôi thực hiện tối ưu hóa điều kiện trích ly bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm nhằm thu được hiệu suất trích ly charantin cao nhất

Trong phương pháp trích ly với sự hỗ trợ của sóng siêu âm và enzyme ở khâu tiền xử

lý nguyên liệu thì hiệu suất trích ly charantin tăng lên đáng kể Hiệu suất trích ly lúc này đạt: 52,75%

Điều kiện trích ly tối ưu bao gồm: dung môi trích ly: ethanol, thời gian trích ly: 127,8 phút, nhiệt độ trích ly: 77o

C Hiệu suất trích ly lúc này đạt: 76,5%

Dịch trích ly có hằng số ức chế enzyme amylase Ki là 52,3, khá cao so với các chất ức

chế ezyme khác

Enzymatic and ultrasonic obtain highest extraction yield: 52,75%

Charantin extraction yield 76% using the optimum conditions following: ethanol solvent, extraction time 127,8 mins and extraction temperature 77oC

The Ki of extraction is 52,3 is higher than different inhibitor

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi và được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học

của TS Lê Quang Trí

Các số liệu, những kết luận nghiên cứu trong luận văn là trung thực và không trùng

lặp với các đề tài khác cũng như chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào, các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2013

Học viên

Nguyễn Trần Thái Khanh

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu khổ qua (Momordica charantia L) 7

1.5 Các phương pháp phá vỡ tế bào 20

2.4 Các phương pháp phân tích 47

3.2 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý đến hiệu suất trích ly charantin 54 3.3 Ảnh hưởng của loại dung môi đến hiệu suất trích ly charantin 57

3.7 Kết quả xác định khả năng ức chế enzyme amylase của dịch trích ly 68

DANH M ỤC HÌNH

Hình 3.2: Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của các phương pháp tiền xử lý 56

Hình 3.6a: Biểu diễn phương trình hồi quy trên hệ trục không gian ba chiều 67

DANH M ỤC BẢNG VÀ ĐỒ THỊ

Bảng 2.3: Bố trí thí nghiệm khảo sát khả năng ức chế enzyme amylase 47

B ảng3.7.2d: Tương quan giữa nồng độ chất ức chế và vận tốc phản ứng 82

L ỜI MỞ ĐẦU

Tinh bột là thành phần chủ yếu không thể thiếu trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, là thành phần cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể Tinh bột khi vào cơ

thể sẽ được enzyme amylase phân giải thành đường glucose và hấp thụ trực tiếp vào máu

Thế nhưng đối với những người bị bệnh tiểu đường (bệnh đường huyết), thì tinh bột lại là

nỗi ám ảnh của người bệnh

Việc nghiên cứu ra phương pháp giúp cơ thể giảm tốc độ thủy phân tinh bột thành đường, nhằm giúp người bị bệnh tiểu đường có thể sử dụng được tinh bột, ăn các sản

phẩm có tinh bột một cách bình thường là hết sức cần thiết

Ngày nay, với sự tiến bộ của con người cùng với sự phát triển vượt bậc của ngành khoa học công nghệ đã tạo ra hàng loạt các dược phẩm nhân tạo có tính năng chữa bệnh

rất hiệu quả, mang lại kết quả nhanh chóng Tuy nhiên, các dược phẩm này cũng có

những hạn chế, tác dụng phụ gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người Do vậy, khuynh hướng quay về với thiên nhiên, sử dụng các loài thực vật có giá trị dinh dưỡng và dược tính trị bệnh đang được quan tâm Trong đó, khổ qua (hay còn gọi là mướp đắng),

chứa hoạt chất charantin có khả năng ức chế enzyme amylase, được xem là thực vật hội

đủ nhu cầu thiết yếu của con người hơn hẳn các loài thực vật khác trong tự nhiên

Với mục đích nghiên cứu ra phương pháp giúp người bệnh tiểu đường có khả năng sử dụng các sản phẩm có tinh bột như người bình thường nhưng lại không làm tăng

hàm lượng đường trong máu, đã thúc đẩy chúng tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu trích ly

d ịch trích ly”

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.3 Gi ới thiệu về bệnh tiểu đường [1]

Bệnh tiểu đường, còn gọi là bệnh đái tháo đường, là một nhóm bệnh rối loạn chuyển hóa cacbohydrat khi hoóc môn insulin của tụy bị thiếu hay giảm tác động trong cơ thể,

hậu quả là đường trong máu không bị oxy hóa để sinh năng lượng mà tích tụ trong máu ở

mức cao (> 1,2g/l), gọi là tăng đường huyết

Ở những bệnh nhân bệnh tiểu đường, hàm lượng glucose trong máu cao, làm tăng áp

lực thẩm thấu, tuy nhiên quá trình hấp thụ glucose vào tế bào lại kém Khi hàm lượng glucose trong máu vượt quá ngưỡng hấp thụ của thận thì cơ quan này sẽ đào thải glucose theo nước tiểu, dẫn đến việc nước, các ion cần thiết cho việc trao đổi chất qua màng tế bào bị theo ra ngoài

1.1.1 Phân lo ại

a) B ệnh tiểu đường typ 1

Bệnh tiểu đường typ 1 hay còn gọi là bệnh tiểu đường phụ thuộc insulin (IDDM – Insulin Dependent Diabetes Melitus)

Các tri ệu chứng thường xuất hiện đột ngột, cường độ cao như: ăn nhiều, uống nhiều,

sút cân nhanh, giảm thị lực, nóng tính, mệt mỏi, … thường gặp ở tuổi dưới 20 (con gái từ

10 đến 12 tuổi, con trai từ 12 đến 14 tuổi) Bệnh tiểu đường typ 1 thường phát triển trước

tuổi 30 và chiếm từ 10 đến 15% số ca bệnh tiểu đường

Nguyên nhân bệnh tiểu đường typ 1 là do các tế bào beta ở tuyến tụy bị phá hủy,

dẫn đến thiếu hụt tổng lượng inulin Các tế bà bị phá hủy có thể do nhiều nguyên nhân khác nhau: do bệnh tự miễn – các nhà khoa học cho rằng sự kết hợp giữa các yếu tố di truyền và các yếu tố môi trường có thể dẫn đến các bệnh tự miễn như phá hủy tế bào tụy đảo, hoặc do một số cơ chế khác vẫn chưa được biết đến Gần đây, người ta cho rằng, khi

bị nhiễm một loại virus tiềm ẩn nào đó, cơ thể đáp ứng bằng cách tạo kháng thể chống

virus đó Tuy nhiên, kháng nguyên virus lại giống với kháng nguyên của tế bào tuyến tụy nên kháng thể được hình thành để chống virus cũng chống lượng tế bào tuyến tụy Đây là

phản ứng tự miễn Các nhà khoa học đã xác định được 20 gen đóng vai trò quan trọng trong bệnh tiểu đường typ 1, mặc dù chức năng chính xác của chúng vẫn còn đang được nghiên cứu Các nhân tố môi trường như virus cũng có thể làm cho bệnh phát triển ở một

số người có đặc điểm di truyền mẫn cảm với bệnh tiểu đường Để điều trị loại bệnh này,

chỉ cần bổ sung thêm insulin là có thể duy trì sự sống cho người bệnh

Bệnh tiểu đường typ 1 nếu không được điều trị có thẻ ảnh hưởng đến cơ chế chuyển hóa chất béo Do cơ thể không thể chuyển hóa glucose thành năng lượng, nên chất béo sẽ dùng để thay thế để cung cấp năng lượng Điều này dẫn đến việc tăng hàm lượng các hợp

chất có tính acid trong máu được gọi là các thể ketone, can thiệp vào quá trình hô hấp nội bào

b) B ệnh tiểu đường typ 2

Bệnh tiểu đường typ 2, còn gọi là bệnh tiểu đường không phụ thuộc insulin (NIDDM – Non Insulin Dependent Diabete Mellitus)

Giải phẫu bệnh lý vi thể ở tụy đảo cho thấy: chỉ có 25% bệnh nhân bệnh tiểu đường

có giảm tiết insulin, 25% không giảm tiết và 50% còn lại thì hình ảnh tế bào beta cho

phép kết luận tăng tiết Như vậy, bệnh tiểu đường typ 2 đặc trưng bởi sự thiếu hụt insulin,

hoặc phổ biến hơn là giảm tính đáp ứng của các tế bào đích đối với insulin do một số thay đổi ở thụ thể dành cho nó trên màng tế bào

Tri ệu chứng của loại bệnh tiểu đường này bao gồm cả các triệu chứng của bệnh tiểu

đường typ 1, còn có thêm các triệu chứng như viêm da, sự hồi phục vết thương chậm

hoặc khó phục hồi Loại này chiếm khoảng 90% số ca bệnh bệnh tiểu đường

Nguyên nhân b ệnh tiểu đường typ 2: ảnh hưởng của di truyền và xã hội

Ảnh hưởng của yếu tố di truyền lên bào thai rất mạnh, dựa trên các quan sát sau:

- Tỷ lệ anh chị em sinh đôi cùng trứng cùng bị bệnh tiểu đường type 2 là 90 – 100%

- Bệnh nhân bệnh tiểu đường type 2 thường có liên hệ trực hệ cùng bị bệnh tiểu đường

- Có sự khác nhau rất nhiều về tỷ lệ mắc bệnh bệnh tiểu đường giữa các chủng tộc có sắc dân khác nhau

Ảnh hưởng của yếu tố xã hội

- Mập phì và thiếu vận động là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tỷ lệ cao của bệnh bệnh tiểu đường type2 ở dân thành thị và dân nhập cư vào các nước phát triển

- Ăn nhiều mỡ, nhất là mỡ bão hòa từ động vật

- Ảnh hưởng của sự phát triển lúc ở bào thai và thời niên thiếu:

- Các bào thai nằm trong môi trường chuyển hóa của bà mẹ bị bệnh tiểu đường hoặc bệnh tiểu đường trong thai kỳ cũng kích thích sự trưởng thành của tế bào beta và tăng sinh đảo tụy

- Ăn thức ăn hấp thụ nhanh và uống nhiều nước ngọt, ít vận động

Bệnh tiểu đường typ2 thường xuất hiện nhiều ở lức tuổi trên 45 Do các triệu chứng

của nó xuất hiện chậm nên người bệnh có thể không nhận biết được ngay là họ đang mắc

bệnh Các nhà khoa học thấy rằng, có một số lượng lớn gen cùng hoạt động gây bệnh

bệnh tiểu đường typ 2 Họ cũng tin rằng có một mối liên quan rất chặt chẽ giữa béo phì

và bệnh tiểu đường typ 2 Khoảng 80% số người béo phì bị bệnh tiểu đường typ 2 Việc

chữa trị loại bệnh này phải kết hợp giữa luyện tập và chế độ ăn uống để giảm sự kháng insulin và tăng cường việc tiết insulin Chỉ dùng đủ lượng hydratcacbon cho nhu cầu của

cơ thể

c) Bệnh tiểu đường thai kỳ

Bệnh tiểu đường thai kỳ được định nghĩa như một rối loạn dung nạp glucose, được chuẩn đoán lần đầu tiên trong lúc mang thai Định nghĩa này không loại trừ trường hợp bệnh nhân đã có bệnh tiểu đường từ trước khi có thai nhưng chưa được chuẩn đoán, áp dụng cho mọi trường hợp với mọi mức độ của rối loạn dung nạp glucose dù dùng insulin hay chỉ cần tiết chế đơn thuần trong điều trị và ngay cả khi đường huyết tiếp tục tăng sau khi sinh Sau khi sinh sáu tuần bệnh nhân sẽ được đánh giá lại để xếp vào các nhóm bệnh tiểu đường Trong đa số trường hợp, thai phụ sẽ trở lại bình thường sau khi sinh, tuy nhiên một số bệnh nhân có thể rối loạn dung nạp ở lần sinh sau, 30 – 50% bệnh nhân sau này sẽ có bệnh tiểu đường thực sự, hoặc type 1 hoặc type 2

Bệnh tiểu đường trong thai kỳ chiếm từ 3 – 5% số thai nghén Chuẩn đoán bệnh tiểu đường trong thai kỳ quan trọng vì nếu áp dụng điều trị tốt và theo dõi thai nhi kỹ trước khi sinh có thể làm giảm tỷ lệ tử vong và bệnh lý chu sinh Thai phụ bị bệnh tiểu đường trong thai kỳ cũng tăng khả năng bị mổ đẻ và cao huyết áp

d) Bệnh tiểu đường các type đặc biệt khác

Đây là loại bệnh tiểu đường thứ phát thường gặp trong các trường hợp:

- Bệnh của tuyến tụy: viêm tụy gan, ung thư tuyến tụy, giải phẩu cắt bỏ tụy

- Bệnh của tuyến yên: bệnh khổng lồ, cực đại đầu chi

- Bệnh tuyến giáp: cường giáp trạng

- Bệnh tuyến thượng thận: hội chứng Cushing

- Nhiễm sắc tố sắt

- Do dùng thuốc: Corticoid, thuốc ngừa thai, lợi tiểu thiazid, diazoxid

- U não, viêm não, xuất huyết não

1.1.2 Bi ến chứng

Nếu không được chữa trị, bệnh tiểu đường có thể gây ra nhiều biến chứng đe dọa sự

sống, bệnh tiểu đường typ 1 có thể dẫn đến hôn mê đường huyết (một trạng thái vô thức gây ra do lượng đường cực kỳ cao trong máu) hoặc tử vong Cả bệnh tiểu đường typ 1 và typ 2 đều có các biến chứng mù, thận hư và bệnh tim

Bệnh tiểu đường có thể khiến các mạch máu nhỏ bị tắc, nếu điều này xảy ra ở các

mạch máu của mắt sẽ gây bệnh võng mạc do bệnh tiểu đường, dẫn đến mù Bệnh bệnh

tiểu đường có thể khiến cho thận mất khả năng lọc các chất độc hại Khoảng 40% trường

hợp thận hư có nguyên nhân từ bệnh tiểu đường Tắc các mạch máu lớn ở những bệnh nhân bệnh tiểu đường dẫn đến nhiều vấn đề về tim mạch, bao gồm cao huyết áp, nhồi máu cơ tim và đột quỵ Mặc dù những trường hợp như thế này cũng xuất hiện ở những người không mắc bệnh bệnh tiểu đường nhưng ở người mắc bệnh tiểu đường có nguy cơ

mắc các bệnh tim mạch cao gấp 2 đến 4 lần

Bệnh tiểu đường còn có thể gây tổn thương thần kinh ngoại biên, mất cảm giác, đặc

biệt ở chân, tổn thương thần kinh thực vật và nhiễm trùng

1.1.3 Đặc điểm dịch tể học

Tỷ lệ mắc bệnh bệnh tiểu đường rất khác nhau bởi nó phụ thuộc vào các yếu tố: địa

lý, chủng tộc, lứa tuổi, mức sống, thói quen ăn uống sinh hoạt và tiêu chuẩn chẩn đoán

Châu Mỹ: 5 – 10%

Châu Âu: 2 – 5%

Đông Nam Á: 2,2 – 5%

Trên phạm vi toàn cầu, tỷ lệ mắc bệnh tiểu đường type 2 theo ước lượng năm 1994 thay đổi từ dưới 2% ở vùng quê Bantu Tanzania và Trung Quốc, cho đến 40 – 45% ở sắc dân da đỏ Pima tại Mỹ và dân Micronesia ở Naru Sự khác biệt này là do hậu quả của sự nhạy cảm về di truyền và một số các yếu tố nguy cơ có tính xã hội như cách ăn uống, mập phì, ít vận động

Tỷ lệ mắc bệnh toàn bộ (prevalence) bệnh tiểu đường trên 20 tuổi: Trên thế giới

chiếm 4,0 - 4,2%; ở các nước phát triển 5,8 - 8%; các nước đang phát triển: 3,2 - 4,2% Trong đó bệnh tiểu đường type 2 chiếm 80% tất cả các trường hợp bệnh tiểu đường (tuổi

< 65) và 80% của số này có kèm theo béo phì Tỷ lệ tử vong đứng hàng thứ ba sau ung thư và tim mạch, hàng đầu trong các bệnh nội tiết

b) Các yếu tố nguy cơ gây bệnh bệnh tiểu đường [15], [16]

- Béo phì, tăng huyết áp, xơ cứng động mạch

- Di chuyền, nhiễm virus, xuất hiện cùng với một số bệnh tự miễn

- Thói quen ít vận động, ăn nhiều thức ăn giàu năng lượng; sử dụng nhiều các chất kích thích như rượu, thuốc lá

- Phụ nữ sinh con trên 4kg hoặc bị sẩy thai, đa ối

- Sử dụng các thuốc: corticoid, ngừa thai, lợi tiểu nhóm thiazid, diazoxid

1.2 Giới thiệu về nguyên liệu khổ qua (Momordica charantia L) [2], [24], [25]

Tên khoa học: Momordica charantia Linn

Tên gọi khác: mướp đắng, lương qua, cẩm lệ chi

Thuộc họ bầu bí (Cucurbitaceae)

- Giới (regnum): Plantae

- Bộ (ordo): Cucurbitales

- Họ (familia): Cucurbitaceae

- Chi (genus): Momordica

- Loài (species): M Charantia

Hiện nay, cây vẫn còn tồn tại ở hai quần thể: mọc hang và trồng trọt Loại được trồng

rất phong phú về giống nhưng được xếp chung vào chi mướp đắng (Momordica

1.2.1 Mô t ả cây khổ qua [2]

Cây khổ qua là một loại dây leo, thân màu xanh nhạt có góc cạnh, ở ngọn hơi có lông

tơ, có đời sống khoảng 1 năm Kích thước dây khổ qua khoảng bằng ngón tay út, dây bò

từ 5-7 m, dây leo được là nhờ nhiều tua cuốn

Lá đơn nhám, mọc so le, dài 5-10 cm, rộng 4-8 cm, phiến lá chia 5-7 thùy hình trứng, mép có răng cưa đều, mặt dưới lá có màu xanh nhạt hơn mặt trên, gân lá nổi rõ ở mặt dưới, phiến lá có lông ngắn

vàng nhạt, đường kính của hoa chừng 2 cm, hoa đực có ống đài ngắn, tràng gồm 5 cánh

mỏng hình bầu dục, nhị (nhụy) rời nhau Hoa cái có đài và tràng giống hoa đực

Trái hình thoi dài 8-15 cm, gốc và đầu thon nhọn, trên mặt vỏ quả có nhiều u sần sùi

nổi lên to nhỏ không đồng đều Trái chưa chín có màu xanh, khi chín có màu vàng Khi chín, trái tét từ đầu, tách ra làm 3 phần Trái khổ qua có nguồn vitamn C phong phú cùng các acid cần thiết cho cơ thể con người

màng bao bọc, khi chín, quanh hạt có màng màu đỏ tương tự hạt gấc bao bọc

Hình 1.2a: Trái kh ổ qua

Hình 1.2b: Hoa, lá và giàn kh ổ qua

1.2.2 Phân b ố - sinh thái

Chi Momordica charantia L có 45 loài, phân bố ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở

khắp các châu lục

Ở Việt Nam, cây được trồng khắp nơi trong nước ta từ Nam đến Bắc, hầu hết các tỉnh

từ đồng bằng, trung du đến miền núi để lấy trái làm thực phẩm Khổ qua thường được

trồng xen với bầu, bí, mướp…

Cây có biên độ sinh thái tương đối rộng, nhiệt độ thích hợp cho cây sinh trưởng từ

20-240C, hoặc cao hơn Cây sinh trưởng nhanh trong mùa mưa ẩm, ra hoa và quả sau 7-8

tuần gieo trồng Hoa thụ phấn nhờ côn trùng Sau khi trái già, cây tàn lụi và kết thúc vòng đời sau 4-5 tháng tồn tại

a) Thành ph ần hóa học

Người ta đã tìm thấy khoảng hơn 200 hợp chất có trong cây mướp đắng và được

thống kê sơ bộ thành các nhóm chính như sau:

- Triterpene

• Triterpene glycoside:

o Momordicosides A, B, C, D, E, F1, F2, G, I, K, L

o Cucurbitane triterpenoid 1

o Momordicine II, momordicine III

o Goyaglycosides -a, -b, -c, -d, -e, -f, -g, -h

o Momordicin I, momordicin II

• Triterpene saponin: Goyasaponins I, II, III

• Các triterpene khác:

o Momordicin, momordicinin, momordicilin

o Cucurbitane triterpenoid 3, cucurbitane triterpenoid 6

o β-amyrin, cycloartenol, erythrodiol, gypsogenin, karounidiol, multiflorenol, oleanolic acid, squalene, taraxerol…

• Momorcharin I, momorcharin II, α-momorcharin, β-momorcharin, Δ-

• momorcharin, ε-momorcharin, γ-momorcharin

• Momordin, momordin A, momordin B

• Ribosome-inactivating proteins 1, 2, 3, 4

• Trypsin inhibitor mcti-I, trypsin inhibitor mcti-II, trypsin inhibitor mci-3

• Các protein khác: Alanine, β-alanine, phenylanaline, arginine, asparagine,

- Carotenoid: β-carotene, cryptoxanthin, lutein, lycopene, mutatochrome,

phytofluene, rubixanthin, zeaxantin, zeinoxanthin…

- Các thành ph ần khác: Alkaloid: Charine, zeatin, zeatin riboside…; monoterpene:

p-cymene, menthol ; sesquiterpene: Nerolidol; sapogenin: Diosgenin; chất khoáng: Ca,

Mg, Fe, Cu, Zn, P, N, I, F…

Trong nhiều nghiên cứu, người ta đã chứng minh được rằng có ít nhất ba nhóm hợp

chất có tác dụng làm giảm lượng đường huyết hoặc có hoạt tính kháng đái tháo đường

Đó là hỗn hợp của hai steroid glycoside gọi là charantin, các peptide giống insulin (pinsulin) và alkaloid Các hợp chất này chủ yếu tập trung ở trái khổ qua

b) Thành ph ần dinh dưỡng trong 100g khổ qua

B ảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của khổ qua

100g khổ qua

Năng lượng 17

kcal Nước 94,03 g Protein 1,0 g Chất béo 0,17 g Carbohydrate 3,7 g Chất xơ 2,8 g

( theo DS Lê Văn Nhân, Trần Việt Hưng, TS Nguyễn Đức Thái)

1.3 Giới thiệu về Charantin

1.3.1Khái niệm

Charantin là một hỗn hợp 2 steroid glycoside glycoside có tỉ lệ khối lượng 1:1 là, được công bố là một trong những hoạt chất có hoạt tính kháng đái tháo đường type 2, được chiết tách và cô lập từ trái mướp đắng

Năm 1962, Lotlikar và Rao lần đầu tiên cô lập được charantin với hàm lượng khoảng 0.01% Đến năm 1965, Sucrow đã xác định được đây là một hỗn hợp 2 steroid glycosides (tỉ lệ 1:1) gồm 3-O-[β-D-glucopyranosyl]-stigmasta-5,25(27)-diene và β-sitosterol-3-O-β-

glucoside , với công thức lần lượt như sau: C35H58O6 (M = 574) và C35H60O6 (M = 576)

Chất khoáng

Canxi (Ca) 19mg Sắt (Fe) 0,43mg Magiê (Mg) 17mg Phốt pho (P) 31mg Kali (K) 296mg Kẽm (Zn) 0,8mg Natri ( Na) 5mg

Hình 1.3: Công thức cấu tạo của Charantin Năm 1966, Lotlikar và Rao đã đưa ra qui trình chiết xuất charantin với hàm lượng cao hơn, đồng thời công bố về hoạt tính kháng đái tháo đường của hoạt chất này, được phân lập từ dịch chiết EtOH của trái mướp đắng khô

Sau đó đến năm 1979, Pugazhenthi và Suryanarayana Murthy đã khẳng định một lần

nữa charantin là hỗn hợp 2 chất và hoạt tính sinh học của nó vẫn có thể mất đi trong quá trình chiết xuất kéo dài

1.3.2 Tính ch ất vật lý [4]

- Charantin có dạng tinh thể màu trắng, không mùi, nóng chảy ở 266–268 °C Charantin tan ít trong nước, tan nhiều trong các dung môi hữu cơ như: ethanol, acetone, hexan, chloroform…

- Trọng lượng phân tử 9,7kDa

- Charantin được trích ly chủ yếu từ quả, hạt của khổ qua (mướp đắng)

1.3.3 Tính ch ất dược lý - hoạt tính kháng đái tháo đường [5], [16], [17]

Tiến hành khảo sát hoạt tính kháng đái tháo đường của charantin trên thỏ gây đái tháo đường thực nghiệm bằng Alloxan:

- Chọn thỏ ở cả con đực và con cái với trọng lượng cơ thể vào khoảng 1.5 – 3kg, được gây đái tháo đường bằng cách tiêm Alloxan qua tĩnh mạch với liều lượng 200mg/kg Chỉ có 4 trong 20 con còn sống sau 5 ngày được tiếp tục đem đi khảo sát

- Charantin hòa tan trong Tween 80 với nồng độ 0.3% Xử lý bằng cách cho uống

hoặc tiêm qua tĩnh mạch 5ml dung dịch này Mức đường huyết giảm dần từ giờ thứ nhất đến giờ thứ tư sau khi xử lý, nhưng sau đó sẽ từ từ lấy lại mức ban đầu

- Hoạt tính của charantin có hiệu lực hơn 5 giờ, cao nhất ở giờ thứ tư, được ghi nhận

là có tác động như nhau ngay cả khi xử lý bằng cách cho uống hoặc tiêm qua tĩnh mạch

Với liều 50mg/kg cho uống làm giảm 42% lượng đường huyết ở giờ thứ tư và giảm còn 28% ở giờ thứ năm sau xử lý Tuy nhiên khi sử dụng với liều lượng 25mg/kg cho uống sẽ cho kết quả giảm đường huyết tương tự chỉ với liều dùng 15mg/kg tiêm qua tĩnh mạch

- Charantin cho hoạt tính giảm đường huyết cao hơn Tolbutamide, một loại thuốc thông thường để chữa đái tháo đường, với cùng liều dùng Mặc dù cách thức thay đổi glucose huyết khi xử lý ở cả 2 trường hợp đều giống nhau

Tuy nhiên việc charantin có phải là chất duy nhất trong trái có hoạt tính giảm đường huyết hay không vẫn còn là vấn đề đang được đặt ra Vì giả sử để có được 50mg charantin cần tới hơn 1.5kg trái tươi Trong khi theo các nghiên cứu, chỉ với liều dùng 50

- 60ml nướp ép trái hàng ngày đã cho kết quả lâm sàng tốt, chứng tỏ không phụ thuộc hoàn toàn vào rất ít khối lượng của charantin có trong đó

1.4 Giới thiệu về phương pháp trích ly [6], [7], [20], [21]

1.4.1 Bản chất

Quá trình trích ly là quá trình rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất hòa tan khác (gọi là dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau

Trích ly chất hòa tan trong chất lỏng được gọi là trích ly lỏng, còn trích ly chất hòa tan trong chất rắn được gọi là trích ly chất rắn

Thực chất quá trình trích ly là quá trình khuếch tán Trích ly ở nhiệt độ trong phòng, không có đảo trộn xảy ra do khuếch tán phân tử, khi đun nóng hoặc có khuấy trộn gọi là khuếch tán đối lưu (Trần Minh Tâm,1998)

Hiệu số nồng độ các chất hòa tan ở hai pha tiếp xúc nhau là động lực của quá trình

Chất tan chuyển dời về phía nồng độ nhỏ từ pha này sang pha khác (từ pha lỏng này sang pha lỏng khác, hoặc từ pha rắn sang pha lỏng) Khi sự chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng

Trong công nghệ thực phẩm nhằm các mục đích sau:

- Khai thác là mục đích chủ yếu Phổ biến là trích ly các nguyên liệu dạng rắn như hạt dầu, các nguyên liệu tinh dầu như lá, rễ, cây, hoa hoặc quả; trích ly các loại củ như củ cải đường, trích ly mía (một phần)

- Trích ly còn nhằm chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo, ví dụ như ngâm các loại hạt (ngô, thóc, các loại hạt…) trước khi chế biến, ngâm các loại củ (sắn, khoai, …) làm yếu các liên kết trong vật liệu đồng thời trích ly một số phần tử trong vật liệu vào dung môi ngâm (ví dụ hòa tan HCN trong khi ngâm củ sắn …)

- Với mục đích thu nhận sản phẩm như tách penicilin từ dung dịch lên men, sản xuất nước chấm bằng phương pháp ủ ẩm trích ly; hoặc trích ly trong quá trình sản xuất cà phê hòa tan, trích ly khi ngâm quả, ngâm tẩm các loại thuốc bổ và thuốc chữa bệnh …

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình trích ly

Quá trình trích ly hoạt chất hòa tan chụi ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố

Ngoài 3 yếu tố cơ bản: quy trình công nghệ ứng dụng trong trích ly, thiết bị sản xuất

và quản lý, còn có yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trích ly, đó là: loại dung môi,

nồng độ dung môi, nhiệt độ trích ly, kích thước vật liệu dùng trong trích ly, tỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi, thời gian trích ly

Khi nghiên cứu về một quá trình trích ly nguyên liệu, bắt buộc phải quan tâm tới

những yếu tố kể trên, kết quả nghiên cứu sẽ cho phép xác định được các thông số của qui trình công nghệ trích ly

a) Lo ại dung môi

Quá trình hình thành một dung dịch tùy thuộc vào đặc tính của chất tan và dung môi

Để hình thành một dung dịch, trước hết phải có sự phá vỡ các đầu mối liên kết nội trong

hợp chất tan và trong dung môi, để từ đó có thể hình thành dây liên kết mới giữa chất tan

và dung môi

Chính vì thế, dung môi có thể sử dụng để trích ly một chất tan hoặc một nhóm chất tan nào đó ra khỏi nguyên liệu, là phải phù hợp với bản chất của chất mà ta muốn trích ly, phù hợp với mức độ phân cực của chất muốn trích ly

Hay nói cách khác, dung môi khác nhau có hiệu suất trích ly khác nhau Hiệu suất trích ly phản ánh hiệu quả của một quá trình trích ly Quá trình công nghệ trích ly tốt

nhất là quá trình trích ly có hiệu suất trích ly cao nhất

b) N ồng độ dung môi chiết suất

Thực chất quá trình trích ly là quá trình khuếch tán Vì vậy sự chêch lệch nồng độ

giữa hai pha cũng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trích ly Khi sử dụng dung môi có

nồng độ quá thấp hiệu suất trích ly thấp do quá trình trích ly hoạt chất hòa tan không triệt

để, sản phẩm giảm thành phần các chất hòa tan, chi phí tăng, tốn nhiệt

Nồng độ dung môi dùng trong quá trình trích ly cao thì lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm nhưng làm tăng chi phí, lượng dung môi dư thừa Mặt khác, sử dụng dung môi nồng độ quá cao có thể gây biến đổi các chất làm ảnh hưởng xấu đến sản phẩm

Vì thế, việc xác định nồng độ dung môi sử dụng trong quá trình trích ly là yếu tố quan

trọng cần xác định để đảm bảo hiệu suất trích ly và hiệu quả kinh tế của quá trình

c) Kích thước vật liệu

Với các loại nguyên liệu rắn, cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi Điều này được thực hiện bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ, băm nhỏ vật liệu Nó còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và vật liệu Kích thước càng nhỏ thì quá trình trích ly càng dễ, hiệu suất trích ly càng cao Tuy nhiên chi phí máy móc để xay nhỏ vật liệu rất cao, không thích hợp trong sản xuất, hơn

nữa nếu quá mịn sẽ bị lắng động lên lớp nguyên liệu, tắc ống mao dẫn hoặc bị dòng dung môi cuốn vào mitxen làm cho dung dịch có nhiều cặn, làm phức tạp quá trình xử lý tiếp theo

Kích thước vật liệu quá lớn thì dung môi không đi vào nội phân tử, do diện tích tiếp xúc giữa dung môi và vật liệu nhỏ nên gây sự hao hụt lớn về lượng chất trích ly gây ảnh hưởng lớn đến hệ số trích ly

Việc xác định kích thước vật liệu có ảnh hưởng lớn đến hệ số trích ly Việc lựa chọn kích cỡ vật liệu trong quá trình trích ly rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất, dễ áp dụng trong sản xuất thực tế

Nhiệt độ quá cao thì sản phẩm cháy khét, các chất hòa tan bị biến đổi do xảy ra các

phản ứng không cần thiết, ảnh hưởng lớn đến sản phẩm, chi phí cao cho phần cung cấp nhiệt

Nên cần xác định nhiệt độ sử dụng trong qui trình trích ly để đảm bảo sản phẩm đạt

hiệu quả về mặt chất lượng và kinh tế

e) T ỷ lệ giữa nguyên liệu và dung môi dùng trong trích ly

Nếu tỷ lệ giữa dung môi và nguyên liệu càng nhỏ thì quá trình trích ly xảy ra không triệt để, giảm hệ số trích ly Nếu tỷ lệ này quá lớn gây hao tổn dung môi, làm tăng chi phí

vì hệ số trích ly sẽ đạt cao nhất ở một tỷ lệ nào đó nhất định và không thể tăng hơn nữa

Vì vậy, khi tiến hành trích chất tan nào đó từ nguyên liệu, chúng ta phải cân nhắc giữa chi phí tổn thất cho dung môi và hiệu suất thu được để đạt lợi nhuận cao Đây cũng là một

giới hạn của quá trình trích ly

f) Th ời gian trích ly

Khi thời gian tăng lên, lượng chất khuếch tán tăng Tuy nhiên, thời gian phải có giới

hạn, khi đã đạt được mức độ trích ly cao nhất, nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại

hiệu quả kinh tế (Kitrigin,1981)

1.4.4 Cách trích và d ụng cụ trích

Có nhiều loại thiết bị trích ly: gián đoạn một bậc hoặc nhiều bậc, liên tục, tổ hợp một

số nhóm thiết bị, chúng còn khác nhau về hình dáng, khác nhau về cơ cấu vận chuyển vật

liệu và dung môi trong thiết bị, cơ cấu khuấy đảo, độ phức tạp của thiết bị.Tuy nhiên, thiết bị sử dụng để trích ly một nguyên liệu nào đó phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Trích ly triệt để các cấu tử ra khỏi hỗn hợp

- Đảm bảo trích ly ngược chiều giữa dung môi và vật liệu

- Tổn thất trong bã nhỏ nhất, nồng độ dung dịch cao, chất lượng tốt để tiết kiệm các khâu tiếp theo

- Cấu tạo đơn giản, không phức tạp, dễ lắp ráp sửa chữa, dễ thao tác (Lê Bạch Tuyết, 1996)

Trong thực tế người ta sử dụng phổ biến hai cách trích ly sau: trích ly ở nhiệt độ nhiệt

độ thường và trích ly nóng

1.4.5 M ột số yêu cầu cơ bản đối với các chất trích ly ra từ nguyên liệu thực vật

Dù xuất phát từ loại nguyên vật liệu nào thì các sản phẩm trích ly ra – muốn tồn tại trên thị trường – phải đạt một số yêu cầu cơ bản sau:

- Hàm lượng hoạt chất cao và ổn định

- Có tác dụng tốt trong sử dụng

- Dễ sử dụng và dễ bảo quản

Muốn đạt các yêu cầu trên, đòi hỏi người nghiên cứu phải có sự hiểu biết về các lĩnh

vực có liên quan:

- Hiểu biết về các phương pháp trích ly cơ bản, các phương pháp phân tích hóa học,

cấu trúc thành phần hỗn hợp, các thiết bị có liên quan cần sử dụng, các điều kiện cần của môi trường phân tích

- Hiểu biết về loại nguyên liệu, đặc điểm sinh học, phương pháp và kỹ thuật sơ chế,

bảo quản và chế biến nguyên liệu

Trên cơ sở hiểu biết ấy và trên những kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu ta

có thể xây dựng được qui trình chế biến các sản phẩm trích ly, xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật hầu mong đưa vào thực tế sản xuất

1.5 Các phương pháp phá vỡ tế bào

1.5.1 Phá vỡ tế bào bằng enzyme [8], [22], [30]

a) Giới thiệu chung về pectinase

Pectinase hay là petinolytic enzymes là những enzyme thủy phân cơ chất pectin Sự tiêu thụ enzyme này trong các enzyme thực phẩm chiếm đến 25% Pectinase là enzyme được tìm thấy phổ biến ở các loài vi khuẩn, nấm và thực vật Protopectinases, polygalacturonases, lyases và pectin esterases là một trong những enzyme được nghiên

cứu nhiều trong hệ pectinolytic enzymes

Theo Koller và Neukoon (1966), nhóm enzyme này được phân chia:

Pectin–transeliminase ( PTE)

transeliminase ( PGTE)

Polygalacturonate-Endo – PTE Exo – PTE

Endo – PGTE

Exo – PGTE

b) Gi ới thiệu chung về cellulase

Cơ chất của cellulase là cellulose, đây là cơ chất rất phổ biến trong tự nhiên và được tìm thấy ở các loài thực vật Hệ cellulase gồm các enzyme cơ bản sau:

- 1,4-β-D glucan -4-glucanohydrolase (EC.3.2.1.4): là một endo enzyme Nó xúc tác thủy phân liên kết β-1,4 glycoside ở những vị trí giữa mạch phân tử cellulose

- 1,4-β-D glucanglucohydrolase (EC.3.2.1.74): là một exoenzyme Nó xúc tác thủy phân liên kết β-1,4 glycoside trong phân tử các cellulose và β-1,4 glucan từ đầu không khử để giải phóng ra các sản phẩm là glucose

- 1,4-β-D glucancellobiohydrolase (EC.3.2.1.91): là một exoenzyme Nó xúc tác thủy phân liên kết β-1,4 glycoside trong phân tử cellulose từ đầu không khử và giải phóng ra sản phẩm là cellobiose

- β-D glycosideglucohydrolase (EC.3.2.1.21) hay còn được gọi là β-D glycosidase hay cellobiase: enzyme này có thể thủy phân những đoạn oligomer của cellulose và cellobiose

Cellulose là cơ chất không hòa tan trong nước Do đó, để xúc tác được phản ứng thủy phân, một trong những yêu cầu quan trọng là enzyme phải hấp phụ lên được cơ chất Quá trình thủy phân thường bắt đầu bởi sự tác động của 1,4-β-D glucan - 4 – glucanohydrolase lên cellulose tự nhiên và tạo ra sản phẩm là các cellooligosaccharide Sau đó, các enzyme sẽ tiếp xúc với cơ chất cellooligosaccharide để tạo ra sản phẩm là glucose, cellobiose và một số oligomer mạch ngắn khác

Trong ngành công nghệ thực phẩm, chế phẩm cellulase được sử dụng để phá vỡ thành

tế bào thực vật, làm tăng hiệu suất thu hồi chất chiết

1.5.2 Gi ới thiệu về kỹ thuật siêu âm

a) Khái niệm cơ bản về siêu âm

Âm thanh là kết quả của sự lan truyền năng lượng âm trong vật chất dưới dạng một sóng tạo nên hiện tượng nén giãn lập đi lập lại Chuyển động vật lý hạn chế của các phần

tử trong vật chất tạo nên những sóng có áp lực giúp âm thanh được truyền đi

Những biến đổi áp lực đó được biểu thị dưới dạng sóng hình sin trong đó trục Y chỉ

áp lực tại một thời điểm nào đó và trục X chỉ thời gian

Hình 1.5a: Sóng âm thanh Âm thanh truyền đi như một chuỗi các sóng áp lực lập đi lập

lại với hiện tượng nén giãn của môi trường

Trong tự nhiên, tần số âm thanh trải rộng từ 1 Hz đến 100.000 Hz (100 kHz), và dãy

âm sử dụng được chia ra thành các vùng sau:

Như vậy, tùy theo số dao động của phân tử có chu kỳ mà ta có thể phân biệt được âm,

hoặc siêu âm:

- Âm có tần số dao động dưới 18 000 chu kỳ/ giây (hay gọi là tần số 18000 Hz)

- Siêu âm có tần số dao động trên 18 000 Hz

Vậy: siêu âm là những sóng dao động cơ học có tần số cao trên 18 000 Hz, tai người không thể nghe được Siêu âm thường được ứng dụng trong thực phẩm là vùng 20 kHz -

100 kHz

b) Cơ chế tác động của sóng siêu âm

Âm, siêu âm lan truyền trong môi trường đặc, khí, lỏng sẽ gây ra những biến đổi cơ

học và tạo ra hàng loạt các hoạt động nén giãn liên tục, có tác dụng như một lực làm chuyển động các phần tử của môi trường đó Các lực nén giãn này có thể tạo ra các kênh rãnh nhỏ trong lòng môi trường, làm thúc đẩy quá trình truyền nhiệt, truyền khối

Sự tạo bọt: trong môi trường đàn hồi như không khí và hầu hết chất rắn thì sóng âm sẽ được truyền liên tục Trong môi trường không đàn hồi như nước và hầu hết các chất lỏng, thì sóng âm vẫn có thể truyền liên tục khi biên độ âm là thấp Khi biên độ tăng, độ lớn

của áp suất âm trong vùng giãn có thể đủ để làm đứt đoạn môi trường lỏng và gây ra hiện tượng tạo bọt

Hình 1.5b: S ự di chuyển của các bọt khí trong suốt quá trình tạo bọt

Trong suốt chu kỳ âm (chu kỳ giãn) của sóng siêu âm, các bong bóng (bao gồm cả các bong bóng có sẵn trong chất lỏng) sẽ không ngừng lớn lên và tạo ra một áp lực chân

không và làm cho các khí hoà tan trong chất lỏng sẽ khuếch tán vào chúng Khi áp suất

âm giảm và đạt tới áp suất khí quyển thì các bong bóng khí này bắt đầu co lại dưới sức căng bề mặt Và trong chu kỳ nén, chu kỳ có áp suất dương, các khí đã khuếch tán trong các bọt khí sẽ thoát ra lại chất lỏng Quá trình này chỉ diễn ra trong giai đoạn các bọt khí

bị nén Tuy nhiên, trong khi các bọt khí bị nén thì khả năng khuếch tán ở bề mặt ngoài

của nó giảm, do đó lượng khí thoát ra khỏi các bọt khí sẽ ít hơn lượng khí đã khuếch tán vào, kết quả là các bọt khí sẽ ngày càng lớn hơn qua mỗi chu kỳ sóng âm Các bọt sẽ dao động và phát triển tới một kích cỡ không bền, cuối cùng chúng sẽ bị vỡ mãnh liệt và gây

ra hiện tượng nổ tung và gây ra va chạm sóng Sự vỡ bọt và nổ tung của vô số các bọt khí trong chất lỏng được xử lý siêu âm có thể tăng nhiệt độ quá 10 0000F, và áp suất tăng quá

10 000 PSI

Hình 1.5c: Quá trình hình thành và phá vỡ của bọt khí Các vi dòng cũng là một hiện tượng âm quan trọng khác liên quan đến sự tạo bọt Nó

xảy ra khi các bọt khí dao động một cách mãnh liệt và tạo ra các dòng xoáy mãnh liệt trong chất lỏng xung quanh chúng (Scheba et al.,1991) Sự khuếch tán vào và ra của các khí cũng làm tăng các vi dòng xung quanh chúng và kéo dài hơn nữa trong chất lỏng (Hughes&Nyborg,1962) Sự dao động mãnh liệt của hiện tượng vi dòng được ứng dụng làm tăng khả năng truyền nhiệt và truyền khối trong nhiều quá trình

c) Ứng dụng siêu âm trong quá trình trích ly

Cơ chế của sóng siêu âm giúp làm tăng khả năng trích ly của các qui trình trích ly

cổ điển là dựa trên việc tạo ra một áp lực lớn xuyên qua dung môi và tác động đến tế bào vật liệu

- Tăng khả năng truyền khối tới bề mặt phân cách

- Phá vỡ thành tế bào trên bề mặt và bên trong của vật liệu, giúp quá trình thoát chất tan được dễ dàng

Siêu âm năng lượng cao được áp dụng trong quá trình trích ly đường từ củ cải đường (Chendke và Fogler, 1975) Siêu âm hỗ trợ cho quá trình trích ly còn đước ứng dụng trong sản xuất các hợp chất dược như helicid, berberine hydrochloride, và berberine từ những loại cây Trung Quốc (Zhao et al.,1991) Helicid, thường được trích ly bằng phương pháp trích ly ngược dòng trong ethanol, nhưng khi sử dụng sóng siêu âm thì lượng helicid thu nhận cao hơn 50 % trong khoảng thời gian chỉ bằng một nửa phương pháp cổ điển ở nhiệt độ thường

Quá trình trích ly protein từ đậu nành cũng được nghiên cứu bởi Wang (1975) Một qui trình sản xuất liên tục đã được phát triển, trong đó có áp dụng siêu âm hoạt động ở tần số 20 kHz, đầu dò 550 W, sẽ cho kết quả trích ly tốt hơn các phương pháp từng sử dụng trước đây Nhờ đó ta có thể nhân rộng quá trình trích ly protein đậu nành lên mô hình pilot (Moulton và Wang, 1982)

Quá trình trích ly các chất tan trong trà từ lá trá là một quá trình quan trọng về mặt thương mại, vì nó tạo ra một điểm khởi đầu trong công nghệ sản xuất trà hoà tan Trà hoà tan là sản phẩm dạng bột từ quá trình sấy phun dịch trà Việc sử dụng sóng siêu âm có thể tăng quá trình trích ly ở 600C lên 20 % (Mason và Zhao, 1994) Hiệu quả của trích ly siêu

âm thì tốt hơn phương pháp trích ly nhiệt thông thường, nó đòi hỏi thời gian ngắn hơn, những chất tan chính sẽ được trích ra trong vòng 10 phút đầu của phương pháp siêu âm

1.6 Giới thiệu về phương pháp sắc ký bản mỏng

phụ kéo theo sự chuyển động của các cấu tử trong mẫu với các vận tốc khác nhau đưa đến việc tách các cấu tử ra khỏi nhau Sự khuếch tán trong lớp mỏng vừa theo chiều dọc

vừa theo chiều ngang, do đó có thể xem quá trình tách được thực hiện theo hai chiều (cùng chất được mở rộng cả theo chiều dọc lẫn chiều ngang)

- Đại lượng đặc trưng cho mức độ di chuyển của chất phân tích là hệ số di chuyển

Rf được tính bằng tỷ lệ giữa khoảng dịch chuyển của chất thử và khoảng dịch chuyển của dung môi

Rf: có giá trị dao động giữa 0 và 1

Hình 1.6: M ô tả sắc ký bản mỏng

1.6.2 Hệ sắc ký bản mỏng

- Bản: để trải lớp chất hấp phụ thường được chế tạo bằng thủy tinh, lá nhôm hoặc

lớp màng polyeste

- Pha tĩnh: có thể sử dụng nhiều chất để làm pha tĩnh cho phương pháp sắc ký bản

mỏng như silicagel, nhôm oxyt, xenlulose, tinh bột, sephadex

- Pha động: là dung môi được dùng trong phân tích tùy thuộc vào bản chất của pha tĩnh và dung dịch phân tích mà lựa chọn dung môi phù hợp

- Mẫu để phân tích chỉ cần một lượng rất ít

- Có thể phân tích đồng thời mẫu và chất chuẩn đối chứng trong cùng một điều kiện phân tích

- Việc triển khai sắc ký nhanh nên trong một thời gian ngắn có thể biết kết quả mẫu

cần phân tích

- Tất cả các hợp chất trong mẫu phân tích có thể được định vị trên tấm sắc ký bản

mỏng Sau quá trình giải ly, dung môi sẽ được loại bỏ khối tấm bảng mỏng trước khi dùng kỹ thuật vậy lý hoặc hóa học để phát hiện sự hiện diện chất nên không phải lo đến

vấn đề hậu sắc ký như ở sắc ký lỏng hiệu năng (HPLC)

CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên v ật liệu nghiên cứu

2.1.1 Địa điểm tiến hành nghiên cứu

Phòng thí nghiệm công nghệ sinh học thuộc khoa Công Nghệ Thực Phẩm của

trường Đại Học Công Nghệ Sài Gòn Tổng thời gian nghiên cứu 6 tháng

- Momordica charantia L var abbreviata Ser.,: giống khổ qua Rô: có nguồn gốc ở Đồng Nai

2.1.3 Hóa ch ất - enzyme