Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu tối ưu các điều kiện tách chiết và bước đầu xây dựng quy trình sản xuất anthocyanin từ bắp cải tím. (Khóa luận tốt nghiệp)

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-----------------------------

ĐỖ THỊ VIỆT TRINH
Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU TỐI ƢU CÁC ĐIỀU KIỆN TÁCH CHIẾT VÀ BƢỚC ĐẦU
XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Thực phẩm

Lớp


: K44 – CNTP

Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2012 – 2016

Khoa

: CNSH - CNTP

Thái Nguyên - 2016


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-----------------------------

ĐỖ THỊ VIỆT TRINH
Tên đề tài:
“NGHIÊN CỨU TỐI ƢU CÁC ĐIỀU KIỆN TÁCH CHIẾT VÀ BƢỚC ĐẦU
XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT ANTHOCYANIN TỪ BẮP CẢI TÍM”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Công nghệ Thực phẩm

Lớp

: K44 – CNTP


Khoa

: CNSH - CNTP

Khóa học

: 2012 – 2016

Khoa

: CNSH - CNTP

Giáo viên hƣớng dẫn

: ThS. Lƣơng Hùng Tiến

Thái Nguyên - 2016


i

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi đã
nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều cá nhân và tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Lương Hùng Tiến giảng viên khoa
Công nghệ Sinh học – Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Nông lâm Thái
Nguyên đã tận tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện và hoàn
thành khóa luận tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới sự giúp đỡ của các thầy cô ở phòng thí nghiệm
đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất,
xong do mới buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực
tế sản xuất cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi
những thiếu sót nhất định mà bản thân chưa thấy được. Tôi rất mong được sự góp ý
của các quý thầy cô và các bạn để khóa luận được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, tháng 05 năm 2016
Sinh viên

Đỗ Thị Việt Trinh


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Thiết bị thí nghiệm....................................................................................27
Bảng 3.2. Dụng cụ thí nghiệm ..................................................................................27
Bảng 3.3. Lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu thích hợp cho quá trình tách
chiết..........................................................................................................34
Bảng 3.4. Lựa chọn hệ dung môi thích hợp cho quá trình tách chiết .......................34
Bảng 3.5. Lựa chọn nồng độ HCl thích hợp cho quá trình tách chiết.......................35
Bảng 3.6. Bảng mã hóa các điều kiện tối ưu chiết tách anthocyanin........................36
Bảng 3.7. Bảng thiết kế thí nghiệm tối ưu chiết tách anthocyanin ...........................36
Bảng 4.1. Kết quả phân tích một số thành phần trong nguyên liệu bắp cải tím. ......38
Bảng 4.2. Kết quả hàm lượng anthocyanin thu được bằng các phương pháp xử lý
khác nhau .................................................................................................40
Bảng 4.3. Kết quả nghiên cứu lựa chọn hệ dung môi thích hợp cho quá trình tách
chiết..........................................................................................................41
Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ HCL đến khả năng tách chiết
anthocyanin ..............................................................................................43
Bảng 4.5. Kết quả hàm lượng anthocyanin trong bắp cải tím...................................45
Bảng 4.6. Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình chiết tách anthocyanin ............46
Bảng 4.7. Bảng giá trị giải pháp tối ưu nhất của thí nghiệm cho hàm lượng
anthocyanin cao nhất ...............................................................................52


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Cấu trúc của một số Anthocyanidin tự nhiên. .............................................4
Hình 2.2. Ảnh hưởng của pH lên tốc độ thủy phân của quả dâu được đun nóng tại
450C trong trường hợp có Oxygen hoặc Nitrogen .....................................8
Hình 2.3. Sự biến tính của Anthocyanin 3,5 – di Glucoside tại pH 3,7......................9
Hình 2.4. Sự biến tính anthocyanin với phản ứng oxy hoá catechol ........................11
Hình 2.5. Phản ứng ngưng tụ của ..............................................................................12
Hình 2.6. Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và anthocyanin .......14
Hình 2.7. Sự chuyển hoá malvin thành malvone bởi H2O2 tạo thành từ sự oxy hoá
vitamin C .................................................................................................14
Hình 2.8. Fla-2-ene được tạo thành từ phản ứng giữa vitamin C và anthocyanin ....15
Hình 2.9. Công thức cấu tạo của Cyanidin 3,5 –diglucoside ..............................19
Hình 3.1 Bột anthocyanin thương mại ......................................................................26
Hình 4.1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến
khả năng tách chiết anthocyanin ..............................................................40
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng tách chiết
anthocyanin ..............................................................................................42
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ HCl trong dung môi đến khả
năng tách chiết anthocyanin. ...................................................................43
Hình 4.4. Bề mặt đáp ứng của thời gian và nhiệt độ đến quá trình tách chiết
anthocyanin trong bắp cải tím.. ...............................................................47
Hình 4.5. Bề mặt đáp ứng của tỷ lệ Ethanol:HCl và nhiệt độ đến quá trình tách chiết
anthocyanin trong bắp cải tím. ................................................................48
Hình 4.6. Bề mặt đáp ứng của tỷ lệ Ethanol: HCl và thời gian đến quá trình tách
chiết anthocyanin trong bắp cải tím. ........................................................49
Hình 4.7. Quy trình tách chiết và sản xuất anthocyanin từ bắp cải tím. ...................51


iv

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1
1.2. Mục đích ...........................................................................................................2
1.3. Yêu cầu. ............................................................................................................2
1.4. Ý nghĩa ..............................................................................................................2
1.4.1. Ý nghĩa khoa học ........................................................................................2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................2
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................3
2.1. Tổng quan về chất chống oxy hóa Anthocyanin ..............................................3
2.1.1. Giới thiệu ....................................................................................................3
2.1.2. Cấu trúc hóa học của Anthocyanin ............................................................3
2.1.3. Tính chất vật lý và hóa học của Anthocyanin ............................................4
2.1.4. Sự phân bố của Anthocyanin......................................................................5
2.1.5. Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ màu của Anthocyanin ............................6
2.1.6. Khả năng ứng dụng và các nguồn nguyên liệu trong sản xuất
Anthocyanin hiện nay.........................................................................................15
2.1.7. Vai trò của các hơp chất Anthocyanin .....................................................17
2.2. Tổng quan về bắp cải tím................................................................................18
2.2.1. Nguồn gốc và đặc điểm bắp cải tím .........................................................19
2.2.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của bắp cải tím .....................20
2.3. Tổng quan về trích ly, phương pháp và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình
trích ly antocyanin .................................................................................................20
2.3.1. Tách chiết anthocyanin .............................................................................20
2.3.2. Các phương pháp trích ly .........................................................................21
2.3.3. Tách chiết bằng dung môi ........................................................................22
2.3.4. Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly ......................................................23
2.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết .................................................23
2.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về tách chiết anthocyanin ...........25


v

2.4.1. Tình hình trên thế giới ..............................................................................25
2.4.2. Tình hình trong nước ................................................................................26
Phần 3. NỘI DUNG, PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................................27
3.1. Đối tượng,địa điểm và thời gian nghiên cứu ..................................................27
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu ...............................................................................27
3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ............................................................27
3.1.3. Hóa chất nghiên cứu .................................................................................27
3.1.4. Thiết bị và dụng cụ. ..................................................................................27
3.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................28
3.3. Phương pháp thí nghiệm .................................................................................28
3.3.1. Phương pháp thu thập tổng hợp và phân tích tư liệu ...............................28
3.3.2. Phương pháp phân tích .............................................................................28
3.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm .......................................................................33
3.4.1. Nghiên cứu lựa chọn cách xử lý nguyên liệu và hệ dung môi thích hợp
cho quá trình tách chiết ......................................................................................33
3.4.2. Nghiên cứu hoàn thiện kỹ thuật chiết tách chất màu từ thực vật tạo ra chất
màu vàng thực phẩm ..........................................................................................35
Phần 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................38
4.1. Kết quả phân tích nguyên liệu bắp cải tím .....................................................38
4.2. Kết quả nghiên cứu lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu và dung môi
chiết phục vụ tách chiết anthocynin.......................................................................39
4.2.1. Kết quả nghiên cứu lựa chọn phương pháp xử lý nguyên liệu thích hợp
cho quá trình tách chiết ......................................................................................39
4.2.2. Kết quả nghiên cứu lựa chọn hệ dung môi thích hợp cho quá trình tách chiết41
4.2.3. Kết quả nghiên cứu lựa chọn nồng độ HCl thích hợp cho quá trình tách
chiết. ...................................................................................................................42
4.3. Nghiên cứu tối ưu thời gian, nồng độ dung môi, tỉ lệ Ethanol : HCl đến khả
năng trích ly athocyanin.........................................................................................44


vi

4.3.1. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình tách chiết hàm lượng anthocyanin
trong bắp cải tím. ................................................................................................47
4.3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ Ethanol/HCl đến quá trình tách chiết hàm lượng
anthocyanin trong bắp cải tím ............................................................................48
4.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình tách chiết hàm lượng anthocyanin
trong bắp cải tím. ................................................................................................49
4.4. Hoàn thiện kỹ thuật tách chiết và sản xuất anthocyanin từ bắp cải tím. ........51
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.....................................................................53
5.1. Kết luận ...........................................................................................................53
5.2. Kiến nghị.........................................................................................................53
TÀI LIỆU THAM KHẢO


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
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, theo các nghiên cứu khoa học được công bố trong những
năm gần đây, anthocyanin còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí. Đó là
khả năng chống oxy hóa cao nhờ hạn chế sự hình thành các gốc tự do, tăng cường
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[1][2][3].
Những đặc tính quý 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 tính ưu việt của các hợp chất từ thiên nhiên phục vụ cho các nhu cầu nâng cao
đời sống của con người.
Hiện nay, anthocyanin đã được nghiên cứu và tách chiết từ nhiều nguồn
nguyên liệu khác nhau như: quả nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đậu đen, quả cà
tím, gạo nếp than, hoa atiso đỏ,… Qua nhiều nghiên cứu, bắp cải tím được đánh giá
là nguồn nguyên liệu không chỉ có hàm lượng anthocyanin tương đối cao, giá thành
phù hợp, mà còn có tính bền vững và ổn định hơn so với các nguồn nguyên liệu
khác trong điều kiện môi trường thay đổi[1]. Thế nhưng việc tách chiết hợp chất có
hoạt tính sinh học cao như anthocyanin vẫn chưa được các nhà nghiên cứu trong
nước chú ý nhiều, ngay cả ngoài nước kết quả công bố về điều kiện tách chiết cũng
khác nhau thậm chí là trái ngược nhau. Do vậy, để tận dụng chất dinh dưỡng cũng
như các dược tính quí của bắp cải tím, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm, nâng
cao giá trị thương mại của bắp cải tím, em đã định hướng nghiên cứu với nội dung


2

đề tài “Nghiên cứu tối ưu các điều kiện tách chiết và bước đầu xây dựng quy
trình sản xuất anthocyanin từ bắp cải tím”.
1.2. Mục đích
- Tối ưu hóa quá trình tách chiết anthocyanin từ bắp cải tím.
- Bước đầu xây dựng được quy trình sản xuất anthocyanin từ bắp cải tím quy
mô phòng thí nghiệm.
1.3. Yêu cầu.
- Nghiên cứu được một số chỉ số vật lý có trong nguyên liệu như: Độ tro, độ ẩm,
hàm lượng anthocyanin, đường, axit…
- Khảo sát được các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng anthocyanin: xử lý nguyên
liệu, hệ dung môi, tỷ lệ thành phần hệ dung môi, nhiệt độ và thời gian tách chiết.
- Tối ưu hóa được các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình chiết tách
hợp chất anthocyanin từ bắp cải tím.
- Hoàn thiện được quy trình tách chiết bột anthocyanin từ bắp cải tím ở quy
mô phòng thí nghiệm cho hiệu suất cao nhất.
1.4. Ý nghĩa
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp được các thành phần, hàm lượng hoạt chất anthocyanin trong
nguyên liệu bắp cải tím, góp phần làm cơ sở cho các nghiên cứu sau này về
anthocyanin và nguyên liệu bắp cải tím.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Góp phần xây dựng qui trình công nghệ tách chiết hoạt chất anthocyanin từ
bắp cải tím.
- Tạo tiền đề để sản xuất và ứng dụng của hoạt chất anthocyanin trong công
nghệ thực phẩm và các lĩnh vực khác.
- Bước đầu giúp sinh viên thực tập các kỹ năng thí nghiệm và kỹ năng
nghiên cứu khoa học.


Khóa luận đầy đủ ở file: Khóa luận full
















Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×