Nguyễn Minh Trung , Bùi Thị Bích Huyên Nguyen Quang Vinh *

* Tác giả liên hệ (nqvinh@ttn.edu.vn)

Abstract

Syzygium zeylanicum (L.) DC. spray-dried microcapsules were a rich source of phenolic content and possessed relatively high antioxidant and in vitro antidiabetic activities. The study aimed to investigate the kinetics and thermodynamic degradation of phenolic content and biological activities of Syzygium zeylanicum (L.) spray-dried microcapsules under stimulated storage conditions of temperature (40°C and 60°C) and relative humidity (75% and 90%) for 50 days. The results indicated that the reduction rate of phenolic content and biological activities of spray-dried microcapsules depended on storage conditions. Amongst them, storage at low temperatures under low relative humidity could protect phenolic compounds, reducing the degradation rate of biological activities. The thermodynamic characteristics were found in the sample stored at 40°C under low relative humidity (75%) with the respective longest haft-life (t1/2) and decimal reduction time (D) of 346.57 days và 1,151.29 days; the activation energy (Ea) and Q10 values of 1.2 and 17,562.7 J mol-1. The phenolics degradation followed in the first-order model with the degradation constant in a range of 0.002 - 0.006 days-1

 

Keywords: Storage condition, Antioxidant, Enzyme inhibitor, Polyphenol, Syzygium zeylanicum (L.), Spray drying

Tóm tắt

Bột sấy phun cao chiết trâm vỏ đỏ (Syzygium zeylanicum (L.) DC.) là sản phẩm giàu polyphenol, có hoạt tính kháng oxy hóa và kháng đái tháo đường in vitro cao. Nghiên cứu này nhằm mục đích đánh giá động học của quá trình suy giảm hàm lượng polyphenol và hoạt tính sinh học của bột sấy phun cao chiết Trâm vỏ đỏ. Nghiên cứu được thực hiện trong điều kiện kích thích ở nhiệt độ 40 và 60°C, và độ ẩm tương đối là 75 và 90% trong 50 ngày. Kết quả cho thấy, tốc độ suy giảm hàm lượng polyphenol và hoat tính sinh học của bột sấy phun cao chiết Trâm vỏ đỏ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm bảo quản. Bột sấy phun bảo quản ở điều kiện 40°C và độ ẩm tương đối thấp (75%) giữ được các hoạt tính sinh học ổn định hơn, với thời gian bán rã và suy giảm 90% hoạt tính lần lượt là 346,57 ngày và 1.151,29 ngày; hệ số nhiệt động (Q10) là 1,5 và năng lượng kích hoạt (Ea) là 35.125,4 J mol-1. Sự phân hủy của hàm lượng polyphenol tuân theo mô hình bậc nhất và hằng số phân hủy nằm trong khoảng 0,002 – 0,006 ngày−1.

Từ khóa: Điều kiện bảo quản, Kháng oxy hóa, Ức chế enzyme, Polyphenol, Trâm vỏ đỏ, Sấy phun

Article Details

Tài liệu tham khảo

Cassol, L., & Noreña, C. P. Z. (2021). Microencapsulation and accelerated stability testing of bioactive compounds of Hibiscus sabdariffa. Journal of Food Measurement and Characterization, 15(2), 1599-1610. https://doi.org/10.1007/s11694-020-00757-x

Hogan, S., Zhang, L., Li, J., Sun, S., Canning, C., & Zhou, K. (2010). Antioxidant rich grape pomace extract suppresses postprandial hyperglycemia in diabetic mice by specifically inhibiting alpha-glucosidase. Nutrition & Metabolism, 7(1), 71. https://doi.org/10.1186/1743-7075-7-71

Kechinski, C. P., Guimarães, P. V. R., Noreña, C. P. Z., Tessaro, I. C., & Marczak, L. D. F. (2010). Degradation kinetics of anthocyanin in blueberry juice during thermal treatment. Journal of Food Science, 75(2), 173-176. https://doi.org/10.1111/j.1750-3841.2009.01479.x

Kuck, L. S., Wesolowski, J. L., & Noreña, C. P. Z. (2017). Effect of temperature and relative humidity on stability following simulated gastro-intestinal digestion of microcapsules of Bordo grape skin phenolic extract produced with different carrier agents. Food Chemistry, 230, 257-264. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2017.03.038

Kwon, Y.I. I., Vattem, D. A., & Shetty, K. (2006). Evaluation of clonal herbs of Lamiaceae species for management of diabetes and hypertension. Asia pacific journal of clinical nutrition, 15(1), 107.

Lago, C. C., & Noreña, C. P. Z. (2017, Dec). Thermodynamic and kinetics study of phenolics degradation and color of yacon (Smallanthus sonchifolius) microparticles under accelerated storage conditions. Journal Food Science Technology, 54(13), 4197-4204. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2887-y

Nguyen, V. B., Wang, S. L., Nguyen, T. H., Doan, C. T., Tran, T. N., Kuo, Y. H., Nguyen, Q. V., & Nguyen, A.D. (2019). New indications of potential rat intestinal α-glucosidase inhibition by Syzygium zeylanicum (L.) and its hypoglycemic effect in mice. Research on Chemical Intermediates, 45(12), 6061-6071. https://doi.org/10.1007/s11164-019-04019-4

Nguyen, V. T., Van Vuong, Q., Bowyer, M. C., Van Altena, I. A., & Scarlett, C. J. (2015). Effects of different drying methods on bioactive compound yield and antioxidant capacity of Phyllanthus amarus. Drying technology, 33(8), 1006-1017. https://doi.org/10.1080/07373937.2015.1013197

Nguyen, M. T, Hoang, V. C, Tran, M. D., & Nguyen, Q. V. (2022). Microencapsulation of Syzygium zeylanicum (L.) DC. extract using spray drying: Effects of wall materials on physicochemical characteristics and biological activities of the microcapsules. Journal of Food Processing and Preservation, 46(7), p. e16647, 2022, doi: 10.1111/jfpp.16647.

Nguyen, Q. V., & Eun, J. B. (2011). Antioxidant activity of solvent extracts from Vietnamese medicinal plants. Journal of Medicinal Plants Research, 5(13), 2798-2811.

Nguyen, Q. V., Huyen, B. T. B., Tran, M. D., Nguyen, M. T., Doan, M., D., Nguyen, A. D., Minh Le, T., Tran, V. C., & Pham, T. N. (2022). Impact of Different Drying Temperatures on In Vitro Antioxidant and Antidiabetic Activities and Phenolic Compounds of Wild Guava Leaves Collected in the Central Highland of Vietnam. Natural Product Communications, 17(4), 1934578X221095349. https://doi.org/10.1177/1934578X221095349

Ozkan, G., Franco, P., De Marco, I., Xiao, J., & Capanoglu, E. (2019). A review of microencapsulation methods for food antioxidants: Principles, advantages, drawbacks and applications. Food Chemistry, 272, 494-506. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.07.205

Rodríguez-Mena, A. ., Ochoa-Martínez, L. A. ., González- Herrera, S. M. ., Rutiaga-Quiñones, O. M., & Morales-Castro, J. (2021). Degradation kinetics and thermodynamic analysis of betalains on microencapsulated beetroot juice using maltodextrin and sweet potato starch. Scientia Agropecuaria, 12(3), 311-317. https://doi.org/10.17268/sci.agropecu.2021.034

Shaaruddin, S., Ghazali, H. M., Mirhosseini, S. H., & Muhammad, K. (2017). Stability of betanin in pitaya powder and confection as affected by resistant maltodextrin. LWT, 84, 129-134. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.05.031

Tonon, R. V., Brabet, C., & Hubinger, M. D. (2010). Anthocyanin stability and antioxidant activity of spray-dried açai (Euterpe oleracea Mart.) juice produced with different carrier agents. Food Research International, 43(3), 907-914.
https://doi.org/10.1016/j.foodres.2009.12.013

Truong, T. M., Nghiem, N. T., Pham, G. T., Nguyen, V. C. (2007). Alpha-glucosidase inhibitory and antioxidant activities of Vietnamese edible plants and their relationships with polyphenol contents. Journal of nutritional science and vitaminology, 53(3), 267–276. https://doi.org/10.3177/jnsv.53.267

Trung, N. M, Huyên, B. T. B., Giang, N. N. H., & Vinh, N. Q. (2022). Thành phần hợp chất phenolic, khả năng kháng oxy hóa, kháng khuẩn, kích thích sinh trưởng lợi khuẩn của cao chiết từ vỏ thân cây Trâm vỏ đỏ (Syzygium zeylanicum (L.) DC.). Kỷ yếu Hội nghị Công nghệ Sinh học toàn quốc 2022, tr.689 – tr. 695.