Nguyen Van Tang * , Tran Thanh Giang , Tran Thi My Hanh , Pham Chau An , Phan Thi Bich Tram and Huynh Quoc Trung

* Corresponding author (tangnv@ntu.edu.vn)

Abstract

The aim of this study was to investigate the influence of extraction solvents (water, ethanol, methanol, ethyl acetate, chloroform, acetone and n-hexane) and extraction methods (conventional, microwave-assisted extraction and ultrasound-assisted extraction) on the extractability of phenolics, saponins and alkaloids compounds from cacao pod husk. The results showed that among seven extraction solvents tested, methanol and n-hexane achieved the highest amounts of phenolics and alkaloids, respectively but they were not significantly different from water (P<0.05). Meanwhile, methanol obtained the greater level of saponins as compared to other solvents. Between three extraction methods studied, microwave-assisted extraction gave the maximum contents of phenolics and saponins, which were significantly higher than those from other methods (P<0.05). However, ultrasound-assisted extraction gained the higher amount of alkaloids compared to other methods. Therefore, water and methanol are suggested to extract the phenolics and alkaloids, and saponins, respectively, while microwave-assisted extraction and ultrasound-assisted extraction are recommended to recover the phenolics and saponins, and alkaloids, respectively.       
Keywords: Bioactive compounds, ca cao pod husk, extraction, extraction method, solvent

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm xác định ảnh hưởng của dung môi (nước, ethanol, methanol, ethyl acetate, chloroform, acetone và n-hexane) và phương pháp trích ly (truyền thống, hỗ trợ siêu âm, hỗ trợ vi sóng) đến khả năng chiết tách các hợp chất phenolics, saponins và alkaloids từ vỏ quả ca cao. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng trong số 07 dung môi thử nghiệm thì methanol và n-hexane có khả năng chiết tách hợp chất phenolics và alkaloids tốt nhất nhưng không có sự khác biệt đáng kể so với nước (P < 0,05), trong khi đó, methanol là dung môi có khả năng chiết tách hợp chất saponins tốt hơn so với các dung môi còn lại. Giữa 03 phương pháp trích ly khảo sát thì trích ly hỗ trợ vi sóng có khả năng chiết tách hợp chất phenolics và saponins hiệu quả nhất và có sự khác biệt đáng kể so với 02 phương pháp còn lại (P < 0,05), tuy nhiên trích ly hỗ trợ siêu âm có khả năng chiết tách hợp chất alkaloids hiệu quả hơn so với 02 phương pháp còn lại. Vì vậy, nghiên cứu này đề xuất sử dụng nước để chiết tách hợp chất phenolics và alkaloids, còn methanol để chiết tách hợp chất saponins; trích ly hỗ trợ vi sóng để chiết tách hợp chất phenolics và saponins, còn trích ly hỗ trợ siêu âm để chiết tách hợp chất alkaloids từ vỏ quả ca cao.   
Từ khóa: chiết tách, dung môi, hoạt chất sinh học, phương pháp trích ly, vỏ quả cacao

Article Details

References

Ajanal, M., Gundkalle, M.B., and Nayak, S.U., 2012. Estimation of total alkaloid in Chitrakadivati by UV-Spectrophotometer. Ancient Science of Life, 31(4): 198-201.

Azmir, J., Zaidul, I.S.M., Rahman, M.M., et al., 2013. Techniques for extraction of bioactive compounds from plant materials: A review. Journal of Food Engineering,117(4): 426–436.

AOAC, 1998. Official methods of analysis, 16th ed. Association of Official Analytical Chemists, Washington, DC.

Chew, K., Khoo, M., Ng, S., Thoo, Y., Aida, W.W., and Ho, C., 2011. Effect of ethanol concentration, extraction time and extraction temperature on the recovery of phenolic compounds and antioxidant capacity of Orthosiphon stamineusextracts. International Food Research Journal,18(4): 1427-1435.

Donkoh, A., Atuahene, C., Wilson, B., and Adomako, D., 1991. Chemical composition of cocoa pod husk and its effect on growth and food efficiency in broiler chicks. Animal Feed Science and Technology,35(1-2): 161-169.

Madhumitha, G., and Fowsiya, J., 2015. Hand book on: Semi micro technique for extraction of alkaloids. International E-Publication. Indore, pp. 9.

Huang, S.T., Yang, R.C., Yanga, L.J., Lee, P.N., and Pang, J.H.S., 2003. Phyllanthus urinariatriggers the apoptosis and Bcl-2 down-regulation in Lewis lung carcinoma cells. Life Sciences,72: 1705-1716.

Newman, D.J., and Cragg, G.M., 2007. Natural products as sources of new drugs over the last 25 years. Journal of Natural Products,70( 3): 461–477.

Newman, D.J., Cragg, G.M., and Snader, K.M., 2003. Natural products as sources of new drugs over the period 1981- 2002. Journal of Natural Products,66(7): 1022–1037.

Nguyễn Minh Thủy, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền, Nguyễn Thị Trúc Ly và ctv, 2018. Tối ưu hóa các phương pháp trích ly quercetin từ vỏ hành tím. Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam,12(97): 57-61.

Nguyen, V.T., Bowyer, M.C., Vuong, Q.V., van Altena, I.A., and Scarlett, C.J., 2015. Phytochemicals and antioxidant capacity of Xao tam phan (Paramignya trimera) root as affected by various solvents and extraction methods. Industrial Crops and Products,67: 192–200.

Nguyen, V.T., Pham, H.N.T., Bowyer, M.C., van Altena, I.A., and Scarlett, C.J., 2016a. Influence of solvents and novel extraction methods on bioactive compounds and antioxidant capacity of Phyllanthus amarus. Chemical Papers,70(5): 556–566.

Nguyen, V.T., and Nguyen, H.N., 2016b. Proximate composition, extraction and purification of theobromine from cacao pod husk (Theobroma cacaoL.). Technologies,5(14): 1–10.

Rachmat, D., Mawarani, L.J., and Risanti, D.D. (2018). Utilization of cacao pod husk (Theobroma cacaoL.) as activated carbon and catalyst in biodiesel production process from waste cooking oil. In:IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 4–5 November 2017, Malang, East Java, Indonesia. IOP Publishing Ltd. Bristol,299: 012093.

Rinaldi, M.V., Díaz, I.E., Suffredini, I.B., and Moreno, P.R., 2017. Alkaloids and biological activity of beribá (Annona hypoglauca). Revista Brasileira de Farmacognosia,27(1): 77-83.

Singleton, V.L., Orthofer, R., and Lamuela-Raventós, R.M., 1999. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent. In: Packer, L. (Ed.). Oxidants and Antioxidants - Part A: Methods in Enzymology. Elsevier. Amsterdam, 299, pp. 152-178.

Tabart, J., Kevers, C., Sipel, A., Pincemail, J., Defraigne, J.O., and Dommes, J., 2007. Optimisation of extraction of phenolics and antioxidants from black currant leaves and buds and of stability during storage. Food Chemistry,105(3): 1268-1275.

Trần Anh Khoa, Nguyễn Thị Ngọc Tuyết và Lê Thị Kim Phụng,2016. Khảo sát và so sánh các phương pháp trích ly capsaicin từ quả ớt (Capsicum annuumL.). Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ,19(K3): 44-51.

Vuong, Q.V., Hirun, S., Roach, P.D., Bowyer, M.C., Phillips, P.A., and Scarlett, C.J., 2013. Effect of extraction conditions on total phenolic compounds and antioxidant activities of Caricapapayaleaf aqueous extracts. Journal of Herbal Medicine,3(3): 104–111.

Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y., and Li, X., 2008. Optimisation of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran. Food Chemistry,106(2): 804-810.

Widyawati, P.S., Budianta, T.D.W., Kusuma, F.A., and Wijaya, E.L., 2014. Difference of solvent polarity to phytochemical content and antioxidant activity of Pluchea indicialess leaves extracts. International Journal of Pharmacognosy and Phytochemical Research,6(4): 850-855.

Wirasathien, L., Boonarkart, C., Pengsuparp, T., and Suttisri, R., 2006. Biological activities of alkaloids from Pseuduvaria setosa. Pharmaceutical biology,44(4): 274-278.