Nguyễn Nhật Minh Phương * Nguyễn Hữu Nhân

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: Nguyễn Nhật Minh Phương (email: nnmphuong@ctu.edu.vn)

Abstract

This study aimed to investigate the extraction conditions of chlorophyll and antioxidants from pandan leaves (Pandanus amaryllifolius Roxb) and stabilize their bioactivities by encapsulation and foam-mat drying. The study had two experiments (i) effect of ethanol concentration (40-100%), extraction temperature (70-90℃) and time (10-30 minutes), and material to solvent ratio (1:5-1:25, w/v) on the content of chlorophyll and antioxidants; and (ii) effect of albumin (5-15%) and carboxymethyl cellulose (CMC) (0,5-1,5%) on the stabilization of antioxidant activity. The result showed that the extraction with the ethanol of 80%, temperature of 80℃ in 20 minutes with the material to solvent ratio of 1:20 (w/v) was suitable for extracting chlorophyll and antioxidants. Albumin of 10%, CMC of 0.5%, and foam-mat drying temperature of 60-65oC were selected for stabilizing bioactive compounds in foam powder.

Keywords: Antioxidants, chlorophyll, encapsulation, extraction, foam-mat drying, pandan leaves

Tóm tắt

Nghiên cứu này khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly chlorophyll và chất chống oxy hóa từ cây lá dứa (Pandanus amaryllifolius Roxb) cũng như quá trình vi bao kết hợp sấy bọt nhằm ổn định hoạt tính sinh học có trong dịch trích. Nghiên cứu gồm (i) ảnh hưởng của nồng độ ethanol (40-100%), nhiệt độ trích (70-90℃), thời gian trích (10-30 phút) và tỷ lệ nguyên liệu và dung môi (NL:DM) (1:5-1:25, w/v) đến hàm lượng chlorophyll và hợp chất chống oxy hóa; và (ii) khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ albumin (5-15%) và carboxymethyl cellulose (CMC) (0,5-1,5%) đến sự ổn định các hợp chất chống oxy hóa. Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng chlorophyll và các hợp chất chống oxy hóa đạt giá trị cao khi trích ly trong ethanol 80%, nhiệt độ trích ly 80℃, thời gian 20 phút với tỷ lệ NL:DM là 1:20 (w/v). Tỷ lệ bổ sung chất mang albumin 10%, CMC 0,5% và nhiệt độ sấy 60-65oC là phù hợp để ổn định các hợp chất sinh học trong sản phẩm cuối. 

Từ khóa: Chlorophyll, chất chống oxy hóa, lá dứa, sấy bọt, trích ly, vi bao

Article Details

Tài liệu tham khảo

Al-Farsi, M. A., & Lee, C. Y. (2008). Optimization of phenolics and dietary fibre extraction from date seeds. Food Chemistry, 108, 977-985. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.12.009

Agcam, E., Akyildiz, A., & Balasubramaniam, V. M. (2017). Optimization of anthocyanins extraction from black carrot pomace with thermosonication. Food Chemistry, 237, 461-470. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.05.098

Aminot, A., & Rey, F. (2001) Chlorophyll a: Determination by spectroscopic methods. ICES Techniqnes in Marine Environmental Sciences, No. 30, 17pp. DOI: http://dx.doi.org/10.25607/OBP-278

Ánh, L. T. H., Nhơn, H. T. N., Kiên, N. M. & Kiên, T. T. (2016). Nghiên cứu thu nhận bột màu chlorophyll từ rong nước lợ Cheatomorpha sp. Đồng Bằng Sông Cửu Long. Tạp chí Khoa học Công nghệ và Thực phẩm, 10.

Arnon, D. I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24(1), 1-15. https://doi.org/10.1104/pp.24.1.1

Asami, D., Hong Y., Barret, D. & Mitchell, A. (2003). Comparison of the total phenolic and ascorbic acid content of freeze-dried and air-dried marionberry, strawberry, and corn grown using conventional, organic, and sustainable agricultural practices. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51(5), 1237-1241. https://doi.org/10.1021/jf020635c

Cervantes, V. S. F, Delgado-Licon, E., Solís-Soto, A., Medrano-Roldan, H. & Andrade-González, I. (2016). Effect of spray drying temperature and agave fructans concentration as carrier agent on the quality properties of blackberry powder. International Journal of Food Engineering, 12(5), 451–460. https://doi.org/10.1515/ijfe-2015-0287

Chandrasekar, V., Martín‐González, M. S., Hirst, P., & Ballard, T. S. (2015). Optimizing Microwave-Assisted Extraction of Phenolic Antioxidants from Red Delicious and Jonathan Apple Pomace. Journal of Food Processing Engineering, 38(6), 571-582. https://doi.org/10.1111/jfpe.12187

Geankoplis, C. J. (2003). Transport processes and separation process principles (include unit operations) (4th ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall.

Goli, A. H., Barzegar, M. & Sahari, M. A. (2005). Antioxidant activity and total phenolic compounds of pistachio (Pistachia vera) hull extracts. Food Chemistry, 92(3), 521-525. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.08.020

Gordillo, B., Sigurdson, G. T., Fei Lao, González-Miret, M. L., Heredia, F. J. & Giusti, M. M. (2018). Assessment of the color modulation and stability of naturally copigmented anthocyanin-grape colorants with different levels of purification. Food Research International, 106, 791-799. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.01.057

Hai, T. C. (2020). Nghiên cứu quy trình sản xuất chất màu chlorophyll từ bèo tấm. Kết quả nghiên cứu khoa học và Phát triển công nghệ, Trung tâm thông tin và thống kê Khoa học và Công nghệ.

Herodež, Š. S., Hadolin, M., Škerget, M., & Knez, Ž. (2003). Solvent extraction study of antioxidants from Balm (Melissa officinalis L.) leaves. Food Chemistry, 80(2), 275-282. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00382-5

Hung, S. M., Hsu, B. D. & Sanboh, L. (2014). Modelling of isothermal chlorophyll extraction from herbaceous plants. Journal of Food Engineering, 128(2), 17-23. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2013.12.005

Kaczmar (2004). Phytoplankton Pigments. http://water.iopan. gda.pl/~kaczmar/ bdo/pigments.htm.

Kadam, D. M., Kaushik, P., & Kumar, R. (2012). Evaluation of guava products quality. International Journal of Food Science and Nutrition Engineering, 2(1), 7-11. https://doi.org/10.5923/j.food.20120201.02

Kandasamy, P., Varadharaju, N., Kalemullah, S. & Maladhi, D. (2014). Optimization of process parameters for foam-mat drying of papaya pulp. Journal of Food Science and Technology, 51(10), 2526-2534. https://doi.org/10.1007/s13197-012-0812-y

Kantilal, V. W., Nadaf, A. B., Thengane, R. J. & Narendra, J. (2009). Pandanus amaryllifolius Roxb. cultivated as a spice in coastal regions of India. Genetic Resources and Crop Evolution, 56(5), 735–740. https://doi.org/10.1007/s10722-009-9431-5

Levent, İ. A. (2011). Chlorophyll: Structural Properties, Health Benefits and Its Occurrence in Virgin Olive Oils. Academic Food Journal, 9(2), 26-32.

Mazza, G. & Cacace, J. E. (2003). Mass transfer process during extraction of phenolic compounds from milled berries. Journal of Food Engineering, 59(4), 379-389. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(02)00497-1

Mẫn, L. V. V., Đạt, L. Q., Hiền, N. T. H., Nguyệt, T. N. M., & Trà, T. T. T. (2011). Công nghệ chế biến thực phẩm. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.

Meilana, D. P., Agus, D., Ilham, W., & Ahmed, A. E. (2017). Extraction of chlorophyll from pandan leaves using ethanol and mass transfer study. Journal of the Serbian Chemical Society, 82(7-8), 921-931. https://doi.org/10.2298/JSC161203038P

Meng, Y. Z., Jiao, J., Xiao, M., Shu, D., & Li, L. (2006). Preparation and characterization of biodegradable foams from calcium carbonate reinforced poly(propylene carbonate) composites. Journal of Applied Polymer Science, 102(6), 5240-5247. https://doi.org/10.1002/app.24771

Nguyen, N. M. P., Le, T. T., Vissenaekens, H., Gonzales, G. B., Van Camp, J., Smagghe, G., & Raes, K. (2019). In vitro antioxidant activity and phenolic profiles of tropical fruit by‐products. International Journal of Food Science & Technology, 54(4), 1169-1178. https://doi.org/10.1111/ijfs.14093

Nguyên, P. B. (2020). Tối ưu hoá điều kiện thuỷ phân lá dứa thơm bằng enzyme cellulase ứng dụng trong sản xuất bột lá dứa thơm sấy phun. Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường. Trường Đại học Trà Vinh.

Özkan, G. & Bilek, S. E. (2015). Enzyme-assisted extraction of stabilized chlorophyll from spinach. Food Chemistry, 176, 152-157. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.12.059

Pan, Y., Zhang, X., Wang, H., Liang, Y., Zhu, J., Li, H., Zhang, H. & Wu, Q. (2007). Antioxidant potential of ethanolic extract of Polygonum cuspidatum and application in peanut oil. Food Chemistry, 105(4), 1518-1524. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.05.039

Pereira, J. A., González-Álvarez, J., Fernández-Agulló, A., Pereira, E., Freire, M. S., Valentão, P. & Andrade, P. B. (2013). Influence of solvent on the antioxidant and antimicrobial properties of walnut (Juglans regia L.) green husk extracts. Industrial Crops and Products, 42(1), 126-132. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.05.021

Rajkumar, P., Kailappan, R, Viswanathan, R. & Raghavan, G. S. V. (2007). Drying characteristics of foamed alphonso mango pulp in a continuous type foam mat dryer. Journal of Food Engineering, 79(4), 1452-1459. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.04.027

Ritchie, R. J. (2006). Consistent sets of spectrophotometric chlorophyll equations for acetone, methanol and ethanol solvents. Photosynthesis research, 89(1), 27-41. https://doi.org/10.1007/s11120-006-9065-9

Silva, E. M., Rogez, H. & Larondelle, Y. (2007). Optimization of extraction of phenolics from Inga edulis leaves using response surface methodology. Separation and Purification Technology, 55(3), 381-387. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2007.01.008

Sơn, V. H. & Tư, H. D. (2009). Nghiên cứu trích ly polyphenol từ chè xanh vụn - Phần 1: Các yếu tố ảnh hưởng quá trình trích ly polyphenol. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 47(1), 81-86.

Spigno, G., Tramelli, L. & Faveri, D. M. D. (2007). Effects of extraction time, temperature and solvent on concentration and antioxidant activity of grape marc phenolics. Journal of Food Engineering, 81(1), 200-208. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2006.10.021

Tanganurat, P., Lichanporn, I., Nanthachai, N. & Charoenchai, C. (2019). Enhanced survival of probiotics by encapsulation with plant extracts during foam-mat drying and under simulated gastrointestinal conditions. Malaysian Applied Biology, 48(4), 53 – 60.