Study on green extraction of antioxidants from garlic bulbs (Allium sativum L.)
Article Sidebar
Full Text: 
PDF
Abstract
Tóm tắt
Article Details
References
Hình 1: Củ tỏi (Allium sativumL.)
2,2 diphenyl–1picrylhydrazine (DPPH), Bovine serum albumin (BSA), Folin–Ciocalteu reagent và vitamin C (VTMC) được mua từ công ty Sigma–Aldrich, Hoa Kỳ. Các hóa chất còn lại là loại đạt tiêu chuẩn dùng cho phân tích hóa học, được mua từ công ty Loba Chemie, Ấn Độ và công ty Wako, Nhật Bản.
Thí nghiệm ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm và điều kiện chiết xuất (loại dung môi, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, thời gian chiết, nhiệt độ chiết và số lần chiết) đến hoạt tính chống oxy, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng sốcủa dịch chiết từ củ tỏiđược tiến hành như sau:
Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 gam củ tỏi đã được cắt nhỏ đem đi đồng hóa với 100ml dung môi (nước cất hoặc ethanol 99,5%) trong 120 giây, hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10 (g/ml) đem chiết xuấtchất chống oxy hóa. Mẫu chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âmtần số 37KHztrong thời gian 10 phút ở 10 ± 2oC, mẫu chiết xuất không có sự hỗ trợ của sóng siêu âmđược tiến hành theo phương pháp ngâm chiết trong thời gian 10 phút ở 10 ± 2oC. Sau đó đưa ly tâm ở 4◦C trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1, bổ sung dung môi vào dịch lọc cho đủ 500 ml dịch chiết. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng 1-4◦C dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng sốcủa dịch chiết từ củ tỏi.
Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ tỏi đã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml dung môi, các loại dung môi khảo sát gồm: nước cất, ethanol 20%, ethanol 40%, ethanol 60%, ethanol 80% và ethanol 99,5%. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10 (g/ml), chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 37 KHz trong thời gian 10 phút ở 10 ± 2oC. Tiếp theo, các bước thực hiện giống như mục 2.1 . Dựa vào kết quả phân tích chọn dung môi thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi trong các thí nghiệm tiếp theo.
Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ tỏiđã được cắt nhỏ đưa đi đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi như sau: 1/5, 1/10, 1/15, 1/20 và 1/25 (g/ml), chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 37 KHz trong thời gian 10 phút ở 10 ± 2oC. Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1, bổ sung thêm dung môi vào dịch lọc cho đủ 1.250 ml dịch chiết. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 – 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số. Dựa vào kết quả phân tíchchọn tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏitrong các thí nghiệm tiếp theo.
Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ tỏiđã được cắt nhỏ,đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp rồi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 37 KHz ở 10 ± 2oC trong các khoảng thời gian khác nhau: 5, 10, 15, 20 và 25 phút. Sau đó, ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút.Tiếp theo, các bước thực hiện giống như mục 2.1 . Dựa vào kết quả phân tíchchọn thời gian thích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏitrong các thí nghiệm tiếp theo.
Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ tỏi khô đã được cắt nhỏ, đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp, chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 37 KHz trong thời gian thích hợp ở các nhiệt độ khác nhau: 10, 20, 30, 40 và 50oC (dao động tại mỗi nhiệt độ thí nghiệm là ± 2oC). Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Tiếp theo, các bước thực hiện giống như mục 2.1. Dựa vào kết quả phân tíchchọn nhiệt độthích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏitrong các thí nghiệm tiếp theo.
Mỗi mẫu thí nghiệm lấy 50 g củ tỏi khô đã được cắt nhỏ, đồng hóa với 50 ml dung môi thích hợp. Hỗn hợp sau khi đồng hóa được bổ sung thêm dung môi cho đạt các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp rồi chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tần số 37 KHz ở nhiệt độ thích hợp trong khoảng thời gian thích hợp. Sau đó đưa đi ly tâm ở 4oC trong 10 phút với vận tốc 3.000 vòng/phút. Sau khi ly tâm, tách lấy dịch và lọc qua giấy lọc Whatman số 1. Đối với các mẫu chiết 2 lần và 3 lần, phần bã sau khi chiết lần chiết 1 được tiến hành chiết lại tương ứng 1 và 2 lần nữa với các thông số và cách chiết như lần đầu. Mẫu chiết 1 lần không lặp lại quá trình chiết. Dịch lọc thu được từ các lần chiết nhập chung lại rồi bổ sung thêm dung môi cho đủ bằng tổng thể tích dung môi đã sử dụng để chiết xuất3 lần. Các mẫu dịch chiết được giữ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1 – 4oC dùng để phân tích xác định ảnh hưởng của số lần chiết đến hoạt tính chống oxy hóa, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số. Dựa vào kết quả phân tíchchọn số lần chiếtthích hợp cho chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi.
Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ tỏi được đánh giá dựa vào khả năng khử gốc tự do DPPHvà tổng năng lực khử. Khả năng khử gốc tự do DPPH được phân tích theo phương pháp của (Fuet al., 2002).
Cho vào ống nghiệm 0,2 - 0,5 ml mẫu cần đo cho vào 1,5 -1,8 ml nước cất tiếp theo cho vào 1 ml ethanol. Cuối cùng thêm 1ml dung dịch DPPH (nồng độ 0.1mM pha trong ethanol). Hỗn hợp được lắc đều và để ở nhiệt độ phòng trong 30 phút trong bóng tối. Mẫu trắng được tiến hành tương tự nhưng thay dịch chiết bằng nước cất. Đo độ hấp phụ ở bước sóng 517nm trên thiết bị UV-Vis mini 1240Khả năng khử gốc tự do DPPH được tính dựa vào đường chuẩn DPPH.
Tổng năng lực khử được xác định theo phương pháp của Oyaizu (1986).
Cho vào ống nghiệm 0,2 - 0,5 ml mẫu cần đo tiếp đó cho 0,5 ml K3Fe(CN)61% bổ sung tiếp 0,5 - 0,8 ml dung dịch đệm (pH = 6,6) cho đủ 1,5 ml. Hỗn hợp được đem ủ ở 500C trong 20 phút.
Sau đó bổ sung vào ống nghiệm 0,5 ml CCl3COOH 10%. Tiếp tục bổ sung từ từ 2 ml nước cất và 0,4 ml FeCl30,1%. Mẫu trắng được tiến hành tương tự nhưng thay dịch chiết bằng dung dịch đệm.
Khả năng khử của hỗn hợp được đo độ hấp phụ ở bước sóng 700nm trên thiết bị UV-Vis mini
Hàm lượng các hợp chất phenol tổng sốđược xác định theophương pháp của Singleton et al. (1999) và hàm lượng hợp chất flavonoid tổng số được xác định theo phương phápcủaQuettieret al. (2000)
Số liệu trình bày trong bài báo này là giá trị trung bình của 3 lần thí nghiệm. Tính giá trị trung bình và vẽ đồ thị sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2013. Sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05) của các giá trị trung bình được phân tích trênphần mềm thống kê R phiên bản 3.6.0.
Chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đã được chứng minh có thể nâng cao hiệu quả thu nhận các chất dinh dưỡng cũng như chất có hoạt tính sinh học từ nguồn nguyên liệu tự nhiên (Chematet al., 2017). Ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 2.
Hình 2: Hàm lượng các hợp chất phenol tổng số (A) và hàm lượng flavonoid tổng số (B) của dịch chiết từ củ tỏi với sự hỗ trợ của sóng siêu âm (SA) và khôngcó sự hỗ trợ của sóng siêu âm
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Từ kết quả ở Hình 2(A) và Hình 2(B) nhận thấy rằng trong cả hai trường hợp sử dụng dung môi chiết là nước cất hoặc ethanol, sự hỗ trợ của sóng siêu âm trong quá trình chiết đều làm tăng đáng kể (p<0,05) hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và hàm lượng flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi so với chiết xuất không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm. Hàm lượng các hợp chất phenol tổng số của dịch chiết từ củ tỏi được chiết xuất bằng nước cất hoặc ethanol với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tương ứng là 15,31 µg GAE/ml và 6,54 µg GAE/ml. Trong khi đó, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số của dịch chiết từ củ tỏi chiết xuất bằng nước cất hoặc ethanol không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm chỉ tương ứng là 12,26 µg GAE/ml và 4,39 µg GAE/ml. Kết quả cũng cho thấy, hàm lượng flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi chiết xuất bằng nước cất hoặc ethanol với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tương ứng là 36,22µg QE /ml và 8,52µg QE/ml. Trong khi đó, hàm lượng flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi chiết xuất bằng nước cất hoặc ethanol không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm chỉ tương ứng là 20,79µg QE /ml và 2,89µg QE/ml.
Ảnh hưởng của chiết xuất với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 3. Từ kết quả ở Hình 3(A) và Hình 3(B) nhận thấy rằng trong cả hai trường hợp sử dụng dung môi chiết là nước cất hoặc ethanol, sự hỗ trợ của sóng siêu âm trong quá trình chiết đều làm tăng đáng kể (p<0,05).
Hình 3: Hoạt tính khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết từ củ tỏi với sự hỗ trợ của sóng siêu âm (SA) và không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm (KSA)
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Hoạt tính khử gốc tự do DPPH của 0,5 mL dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất hoặc ethanol với sự hỗ trợ của sóng siêu âm tương ứng là 0,12 mM DPPH và 0,05 mM DPPH. Trong khi đó, hoạt tính khử gốc tự do DPPH của 0,5 mL dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất hoặc ethanol không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm chỉ tương ứng là 0,07 mM DPPH và 0,01 mM DPPH. Kết quả phân tích cũng cho thấy 0,5 mL dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất hoặc ethanol với sự hỗ trợ của sóng siêu âm có tổng năng lực khử lần lượt tương đương với 0,27 mg VTMC/mL và 0,15 mg VTMC/mL. Trong khi đó, tổng năng lực khử của 0,5 mL dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất hoặc ethanol không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm chỉ tương đương với 0,20 mg VTMC/mL và 0,05 mg VTMC/mL.
Kết quả phân tích tương quan hồi quy cho thấy hệsố xác định mối tương quan giữa hàm lượng các hợp chất phenol tổng số với khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi tương ứng là 0,975 (Hình 4.a) và 0,968 (Hình 4.b). Hàm lượng các hợp chất phenol tổng số có mối tương quan dương rất cao với khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi, điều này cho thấy các hợp chất phenol đóng vai trò quan trọng cho khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ củ tỏi.Các hợp chất polyphenol được chứng minh là chất chống oxy hóa quan trọng nhất trong hầu hết các loài thực vật, hệ số xác định mối tương quan giữa hàm lượng polyphenol với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết từ Marrubium peregrinumL. là 0,999 (Stankovic, 2010). Nghiên cứu của Anesini et al. (2008) chỉ ra rằng mối tương quan giữa hàm lượng polyphenol tổng số và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ trà xanh trồng tại Argentina với hệ số xác định là 0,914.
Hình 4: Mối tương quan giữa hàm lượng các hợp chất phenol tổng số với khả năng khử gốc tự do DPPH (a) và tổng năng lực khử (b) của dịch chiết củ tỏi
Kết quả phân tích tương quan hồi quy cho thấy hệsố xác định mối tương quan giữa hàm lượng flavonoid tổng số với khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi tương ứng là 0,980 (Hình 5.a) và 0,984 (Hình 5.b). Hàm lượng flavonoidtổng sốcũng có mối tương quan dương rất cao vớikhả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi, điều này cho thấy các hợp chất flavonoidđóng vai trò quan trọng cho khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ củ tỏi.
Hình 5: Mối tương quan giữa hàm lượng flavonoid tổng số với khả năng khử gốc tự do DPPH (a) và tổng năng lực khử (b) của dịch chiết củ tỏi
Hoạt tínhchống oxy hóa của các hợp chất phenol và flavonoid đã được nhiều nghiên cứu công bố (Bozinet al., 2008; Priecina and Karlina, 2013). Từ những kết quả trên cho thấy cả hai trường hợp chiết xuất bằng nước cất hoặc ethanol với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đều thu được dịch chiết từ củ tỏi có hàm lượng các hợp chất phenol tổng số, flavonoid tổng sốvà hoạt tính chống oxy hóa cao hơn trường hợp chiết xuất không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm.
Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 6.
Hình 6: Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thốngs kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 6 cho thấy dịch chiết từ củ tỏi bằng các dung môi khác nhau có hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử khác nhau (p < 0,05). Trong đó, dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất có hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử cao nhất và nồng độ ethanol của dung môi chiết càng tăng, hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi càng giảm. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của El-Hamidi and El-Shami (2015).
Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện ở Hình 7.
BA
Hình 7: Ảnh hưởng của nồng độ ung môi chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số (A) và hàm lượng flavonoid tổng số (B) trong dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 7 cho thấy ảnh nồng độ ethanol của dung môi chiết càng tăng, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi thu được càng giảm (p < 0,05). Dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất có hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số cao nhất tương ứng là 22,77 µg GAE/ml và 36,22 µg QE/ml. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của Mona and Safinaz (2015). Trong điều kiện thí nghiệm này, dịch chiết từ củ tỏi bằng nước cất có hoạt tính khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng cao nhất nên đã chọn nước cất làm dung môi để chiết xuất chất chống oxy hóa từ củ tỏi.
Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 8.
AB
Hình 8: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đếnkhả năng khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Kết quả ở Hình 8A cho thấy khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1/5 đến 1/10 (g/ml), hoạt tính khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ củ tỏi tăng lên đáng kể (p < 0,05)tương ứng tăng từ 0,021 mM lên 0,044 mM DPPH. Khi tiếp tục tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lên 1/15 (g/ml), hoạt tính khử gốc tự do DPPH của dịch chiết từ củ tỏi tăng lên 0,047 mM, giá trị này không có sự khác biệt đáng kể (p>0,05) so với mẫu chiết với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1/10 (g/ml).Tương tự kết quả ở Hình 8B cũng cho thấy khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1/5 đến 1/10 (g/ml) thì tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi tăng đáng kể (p < 0,05), nhưng khi tiếp tục tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lên 1/15 (g/ml), tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi tăng lên không đáng kể(p > 0,05).
Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi được trình bày ởHình 9.
BA
Hình 9: Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số (A) và hàm lượng flavonoid tổng số (B) trong dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất chiết các hoạt chất sinh học tự nhiên nói chung, các hợp chất phenol và flavonoid nói riêng. Kết quả ở Hình 9A và Hình 9B cho thấy khi tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi từ 1/5 đến 1/10, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi tăng lên đáng kể (p < 0,05), tương ứng hàm lượng các hợp chất phenol tổng số tăng từ 11,01 lên 19,05 µg GAE/ml và hàm lượng flavonoid tổng số tăng từ 12,30 lên 24,24µg QE /ml. Khi tiếp tục tăng tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lên trên 1/10, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số tăng thêm không đáng kể (p < 0,05).
Từ những kết quả trên cho thấy tỷ lệ nguyên liệu/dung môi thích hợp để chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi là 1/10 (g/ml) nên đã chọn tỷ lệ này để chiết xuất chất chống oxy hóa từ củ tỏi trong các thí nghiệm tiếp theo.
Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 10.
Hình 10: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B) trong dịch chiết củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 10A và Hình 10B cho thấy khi tăng thời gian chiết từ 5 phút lên 15 phút, hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi đều tăng (p <0,05). Khi tiếp tục tăng thời gian chiết từ 15 phút lên 25 phút, hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi tăng không đáng kể (p >0,05).
Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện ở Hình 11.
BA
Hình 11: Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số (A) và hàm lượng flavonoid tổng số (B) trong dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 11A và Hình 11B cho thấy hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi tăng lên đáng kể (p<0,05)khi tăng thời gian chiết từ 5 phút lên 15 phút.Với thời gian chiết 15 phút, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi tương ứng là 30,12 µg GAE/ml và 52,22 µg QE /ml. Khi tiếp tục tăng thời gian chiết từ 15 phút lên 25 phút, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi tăng không đáng kể (p>0,05).Do thời gian đầu của quá trình chiết các hợp chất có khả năng chống oxy hóa được giải phóng ra trong dịch chiết chưa nhiều, khi tăng thời gian chiết lên sẽ tạo điều kiện cho dung môi thấm sâu vào nguyên liệu, hòa tan các chất chống oxy hóa có trong tỏi và khuếch tán vào dịch chiết. Do đó, hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tăng.
Từ những kết quả trên cho thấy thời gian thích hợp để chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi là 15 phút nên đã chọn thời lượng này để chiết xuất chất chống oxy hóa từ củ tỏi trong các thí nghiệm tiếp theo.
Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 12.
BA
Hình 12: Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 12 cho thấy khi tăng nhiệt độ chiết từ 10oC lên 30oC, hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi tăng đáng kể (p < 0,05), tương ứng hoạt tính khử gốc tự do DPPH tăng từ 0,06 mM lên 0,120 mM và tổng năng lực khử tăng từ tương đương 0,40 mgVTMC/ml lên 0,56 mgVTMC/ml. Khi tiếp tục tăng nhiệt độ chiết lên 40oC và 50oC, hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi giảm đáng kể so với dịch chiết ở 30oC. Điều đó cho thấy khi nhiệt độ cao sẽ làm tăng chuyển động nhiệt của các phân tử chất khuếch tán cũng như dung môi làm cho hàm lượng chất chống oxy hóa trong dịch chiết tăng lên nên hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tăng. Nhiệt độ cao có thể phá vỡ màng tế bào mạnh nên phần lớn các chất chống oxy hóa bị hòa tan vào dịch chiết. Từ nhiệt độ 10 đến 20oC, khả năng khử gốc tự do và tổng năng lực khử hầu như không tăng (p>0,05). Điều này có thể giải thích khi ở nhiệt độ thấp, nhiệt độ không ảnh hưởng đến hiệu quả chiết, vì nhiệt độ cao sẽ làm tăng chuyển động nhiệt các phân tử khuếch tán cũng như dung môi, trong khoảng nhiệt độ thấp tốc độ chuyển động nhiệt tương đối ổn định, không cao nên hoạt tính chống oxy hóa trong dịch chiết trong khoảng này thu được không khác nhau. Tiếp tục tăng nhiệt độ chiết lên 40oC và 50oC, hoạt tính chống oxy hóa khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử giảm. Điều này cho thấy nhiệt độ cao làm biến tính và phân hủy các thành phần có hoạt tính chống oxy hóa do đó làm giảm hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết củ tỏi.
Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện ở Hình 13.
BA
Hình 13: Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số (A) và hàm lượng flavonoid tổng số (B) trong dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 13 cho thấy khi tăng nhiệt độ chiết từ 10oC lên 30oC, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi tăng đáng kể (p < 0,05), tương ứng hàm lượng các hợp chất phenol tổng số tăng từ 30,09 µg GAE/ml lên 36,25 µg GAE/ml và hàm lượng flavonoid tổng số tăng từ 36,22 µg QE/ml lên 53,46 µg QE/ml. Khi tiếp tục tăng nhiệt độ chiết lên 40oC và 50oC, hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số của dịch chiết từ củ tỏi giảm đáng kể so với dịch chiết ở 30oC. Điều này có lẽ là do nhiệt độ tối ưu cho hoạt động của enzyme alliinase là 33 – 37oC (Reuteret al., 1996), nên khi chiết ở 30oC enzyme này sẽ hoạt động mạnh thủy phân alliin trong tỏi thành allicin có hoạt tính chống oxy hóa cao. Bên cạnh đó, các hợp chất phenol và flavonoid không bền với nhiệt độ (Cacace and Mazza, 2003) nên khi chiết ở 40 oC và 50 oC thu được dịch chiết có hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số thấp hơn so với dịch chiết ở 30oC.
Từ những kết quả trên cho thấy nhiệt độ thích hợp để chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi là 30oC nên đã chọn nhiệt độ này để chiết xuất chất chống oxy hóa từ củ tỏi trong các thí nghiệm tiếp theo.
Ảnh hưởng của số lần chiết đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện trên Hình 14
Hình 14: Ảnh hưởng của số lần chiết đến khả năng khử gốc tự do DPPH (A) và tổng năng lực khử (B) của dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 14 cho thấy khi lặp lại quá trình chiết 2 lần, dịch chiết thu được có hoạt tính khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử tăng lên đáng kể (p < 0,05)so với dịch chiết 1 lần, tương ứng hoạt tính khử gốc tự do DPPH tăng từ 0,031 mM lên 0,057 mM và tổng năng lực khử tăng từ 0,006 mgVTMC/ml lên 0,014 mgVTMC/ml. Kết quả ở Hình 14 cũng cho thấy không có sự khác biệt (p>0,05) về hoạt tính khử gốc tự do DPPH cũng như tổng năng lực khử giữa các mẫu dịch chiết lặp lại 2 lần và lặp lại 3 lần. Điều này có thể giải thích là khi chiết 1 lần dịch chiết vẫn chưa được chiết rút triệt để các chất chống oxy hóa có trong củ tỏi vì vậy cho hiệu suất chống oxy hóa thấp. Sau lần chiết thứ 2 lượng dung môi thẩm thấu nhiều và hòa tan hết lượng chất chống oxy hóa có trong củ tỏi nên hiệu suất tăng mạnh. Sau lần chiết thứ 3, hoạt tính khử gốc tự do DPPH và năng lực khử trong dịch chiết củ tỏi có xu hướng tăng nhưng không đáng kể(p>0,05), điều này có thể là do sau 2 lần chiết các chất có hoạt tính chống oxy hóa đã được hòa tan rất nhiều ở 2 lần chiết trước đó và các thành phần có hoạt tính chống oxy hóa có thể ở trạng thái cân bằng và hòa tan ít.
Ảnh hưởng của số lần chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và flavonoid tổng số trong dịch chiết từ củ tỏi được thể hiện ở Hình 15.
BA
Hình 15: Ảnh hưởng của số lần chiết đến hàm lượng các hợp chất phenol tổng số (A) và hàm lượng flavonoid tổng số (B) của dịch chiết từ củ tỏi
Các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả ở Hình 15 cho thấy khi lặp lại quá trình chiết 2 lần, dịch chiết thu được có hàm lượng các hợp chất phenol tổng số và hàm lượng flavonoid tổng số tăng lên đáng kể (p < 0,05)so với dịch chiết 1 lần, tương ứng hàm lượng các hợp chất phenol tổng số tăng từ 15,77 µg GAE/ml lên 20,39 µg GAE/ml và hàm lượng flavonoid tổng số tăng từ 15,24 µg QE/ml lên 29,99 µg QE/ml. Kết quả ở Hình 15 cũng cho thấy không có sự khác biệt (p > 0,05) về hàm lượng các hợp chất phenol tổng số cũng như hàm lượng flavonoid tổng số giữa các mẫu dịch chiết lặp lại 2 lầnvà lặp lại 3 lần.
Từ những kết quả trên nhận thấy rằng để chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi trong điều kiện này cần lặp lại quá trình chiết 2 lần.
Kết quả cho thấy, chiết xuất hoạt chất chống oxy hóa từ củ tỏi đem lại hiệu quả cao nhất được xác định bởi các điều kiện chiết thích hợp với thông số: chiết với sự hỗ trợ của sóng siêu âmở tần số 37 kHz, dung môi chiết là nước, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu là 1/10 (g/ml), nhiệt độ chiết là 30oC, thời gian chiết là 15 phút, đồng hóa là 120 giây, số lần chiết là 2.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Amagase H, Petesch BL, Matsuura H, Kasuga S, Itakura Y, 2001. Intake of garlic and its bioactive components. J Nutr, 131:955S–962S.
Bianchini, F. and H. Vainio, 2001. Allium vegetables and organosulfer compounds: Do they help prevent cancer?. Environ. Health Perspect., 109: 893-902.
Bozin, B., Mimica-Dukic, N., Samojlik, I., Goran, A., and Igic, R., 2008. Phenolics as antioxidants in garlic (Allium sativum L., Alliaceae). Food Chem., 111(4): 925-929.
Cacace, J.E., Mazza, G., 2003. Mass transfer process during extraction of phenolic compoundsfrom milled berries Journal of Food Engineering, 59, 379–389.
Chemat, Maryline Abert Vian and Giancarlo Cravotto, 2012. Green Extraction of Natural Products: Concept and Principles, ISSN: 1422-0067.
Chemat, Rombaut N., Anne-Gaëlle S., Meullemiestre A., Fabiano-Tixier A.S., Abert-Vian.M, 2017. Ultrasound assisted extraction of food and natural products. Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications. A review. Ultrasonics Sonochemistry, 34: 540–560.
Đỗ Tất Lợi, 2004. Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nhà xuất bản Y học, Hà Nội.
El-Hamidi, M., and El-Shami, S. M. (2015). Scavenging activity of different garlic extracts and garlic powder and their antioxidant effect on heated sunflower oil. American Journal of Food Technology, 10(4): 135-146.
Fu. H., Shieh D., Ho C., 2002. Antioxidant and free radieal scavenging activities of edible mushrooms.Food lipids, 9: 35–46.
Galano, A. and M. Francisco-Marquez, 2009. Peroxyl-radical-scavenging activity of garlic: 2-propenesulfenic acid versus allicin, J. Phys. Chem. B, 113: 16077-16081.
Hồ Huy Cường, 2013. Nghiên cứu phục tráng giống tỏi ở Lý Sơn. Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ, Viện KHKT Nông nghiệp Duyên hải Nam Trung bộ, số:05/2009/HĐ-ĐTKHCN.
Jang, J.W., Kim, M.K., Lee, Y.S., et al., 2017. RAC-LATS1/2 signaling regulates YAP activity by switching between the YAP-binding partners TEAD4 and RUNX3. Oncogene 36(7): 999-1011.
Kaschula, C.H., R. Hunter and M.I. Parker, 2010. Garlic-derived anticancer agents: Structure and biological activity of ajoene, BioFactors, 36: 78-85.
Lawrence, R. and K. Lawrence, 2011. Antioxidant activity of garlic essential oil (Allium sativum) grown in North Indian plains. Asian Pac. J. Trop. Biomed., 1: S51-S54.
Nishimura M., Naito S., Yokoi T., 2004. Tissue-specific mRNA expression profiles of human nuclear receptor subfamilies. Drug Metabolism and Pharmacokinetics, 19:135–149.
Oyaizu, M., 1986. Studies on products of browning reactions: antioxidative activities of products of browning reaction prepared from glucosamine. Japanese Journal of Nutrition, 44: 307–315.
Pai, S.T. and M.W. Platt, 1995. Antifungal effects of Allium sativum (garlic) extract against the Aspergillus species involved in otomycosis. Lett. Applied Microbiol., 20: 14-18.
Piscitelli, S.C., A.H. Burstein, N. Welden, K.D. Gallicano and J. Falloon, 2002. The effect of garlic supplements on the pharmacokinetics of saquinavir. Clin. Infect. Dis., 34: 234-238.
Priecina, L., and Karlina, D., 2013. Total polyphenol, flavonoid content and antiradical activity of celery, dill, parsley. Onion and garlic dried in convective and microwave-vacuum dryers. International Conference on Nutrition and Food Sciences IPCBEE.
Quettier-Deleu C, Gressier B, Vasseur J, Dine T, Brunet C, Luyckx MC, Cazin JC, Bailleul F, Trotin F, 2000. Phenolic compounds and antioxidant activities of buckwheat (Fagopyrum esculentum Moench) hulls and flour. J Ethnopharmacol 72: 35–42.
Reuter, H.D., Koch, H.P. and Lawson, D.,1996. Therapeutic Effects and Applications of Garlic and Its Preparations. In: Lawson, L.D. and Koch, H.P., Eds., Garlic: The Science and Therapeutic Applications of Allium sativum L. and Related Species, 2nd Edition, William & Wilkins, Baltimore:135-212.
Shobana, S., Vidhya V.G. and Ramya M., 2009. Antibacterial activity of garlic varieties (Ophioscordon and Sativum) on enteric pathogens, Curr. Res. J. Biol. Sci 1: 123-126.
Singleton, V.L., Orthofer, R., Lamuela-Raventos, R.M.,1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. Methods Enzymol. 299: 152-178.
Stanković, S., 2010. Total phenolic content, flavonoid concentration and antioxidant activity of Marrubium peregrinum L. extracts, Kragujevac J. Sci. 33: 63-72.
Weber, N. D., Andersen, D. O., North, J. A., Murray, B. K., Lawson, L. D., and Hughes, B. G.,1992. In vitro virucidal effects of Allium sativum(garlic) extract and compounds, Planta Medica, 58: 417-423.