Nghiên Cứu Điều Kiện Thu Nhận Chlorogenic Acid Cga Từ Quả Cà Phê Xanh Bằng Enzyme Pectinase

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC LÂM NGHIỆP

----------o0o----------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN THU NHẬN CHLOROGENIC

ACID (CGA) TỪ QUẢ CÀ PHÊ XANH BẰNG ENZYME

PECTINASE

NGÀNH : CÔNG NGHỆ SINH HỌC

MÃ SỐ : 7420201

Giáo viên hướng dẫn : TS. Vũ Kim Dung

Sinh viên thực hiện : Hoàng Mạnh Đạt

Lớp : K61 – CNSH

Khóa học : 2016 - 2020

Hà Nội, 2020

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài khóa luận tốt nghiệp, tôi đã nhận được rất

nhiều sự giúp đỡ, tạo điều kiện từ nhà trường và các thầy cô trong Bộ môn Công

nghệ Vi sinh - Hóa sinh, các giảng viên, cán bộ các phòng ban chức năng Viện

Công nghệ sinh học Lâm nghiệp - Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Tôi

xin cảm ơn và bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc về sự giúp đỡ đó.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã luôn luôn khích lệ,

động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi học tập, nghiên cứu khoa học và

hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp.

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Vũ Kim Dung - người

đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình cho tôi trong suốt quá trình làm đề tài

khóa luận tốt nghiệp. Giúp cho tôi có thêm kiến thức chuyên môn, xây dựng nền

tảng vững chắc phục vụ cho việc học tập và nghiên cứu.

Với sự cố gắng thực hiện nghiên cứu một cách nghiêm túc nhưng do còn

hạn chế về kiến thức nên bài báo cáo chưa thể hoàn thiện được. Rất mong nhận

được sự đóng góp và đưa ra ý kiến của quý thầy giáo, cô giáo để bài báo cáo

được hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 07 tháng 07 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Hoàng Mạnh Đạt

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐỀ....................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................... 3

1.1. Tổng quan về chlorogenic acid ...................................................................... 3

1.1.1. Tổng quan giới thiệu về chlorogenic acid .................................................. 3

1.1.2. Công dụng của chlorogenic acid................................................................. 4

1.2.3. Thành phần hóa học của quả cà phê ........................................................... 7

1.3. Tổng quan về enzyme pectinase .................................................................... 9

1.3.1. Giới thiệu về enzyme pectinase .................................................................. 9

1.3.2. Ứng dụng của enzyme pectinase................................................................. 9

1.4. Tình hình nghiên cứu, sản xuất chlorogenic acid từ cà phê trên thế giới và ở

Việt Nam ............................................................................................................. 10

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH........................ 14

2.1. Mục tiêu nghiên cứu..................................................................................... 14

2.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 14

2.3. Vật liệu nghiên cứu và môi trường nuôi cấy................................................ 14

2.3.1. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................... 14

2.3.2. Hoá chất và thiết bị.................................................................................... 14

2.4. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................. 15

2.4.1. Phương pháp xác định các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết xuất CGA. 15

2.4.2. Phương pháp định tính CGA bằng sắc ký bản mỏng (TLC) .................... 19

2.4.3. Phương pháp xác định hàm lượng CGA bằng máy đo quang phổ ........... 20

2.4.4. Xác định hàm lượng CGA bằng phương pháp sắc ký lỏng HPLC........... 21

2.4.5. Phương pháp tối ưu hoá quá trình chiết xuất CGA................................... 22

2.4.6. Phương pháp sấy chân không.................................................................... 23

2.4.7. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu...................................................... 24

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................... 25

3.1. Kết quả xác định các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết xuất CGA........ 26

3.1.1. Kết quả ảnh hưởng của tỉ lệ cơ chất - dung môi ....................................... 26

3.1.2. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ enzyme .................................................. 28

3.1.3. Kết quả ảnh hưởng của pH........................................................................ 30

3.1.4. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ................................................................ 31

3.1.5. Kết quả ảnh hưởng của tốc độ lắc ............................................................. 33

3.2. Kết quả mô hình hoá và tối ưu hoá quá trình chiết xuất CGA..................... 36

3.2.1. Kết quả ma trận thực nghiệm Box – Behnken ba yếu tố .......................... 37

3.2.2. Phân tích phương sai ................................................................................. 39

3.2.3. Phương trình hồi quy................................................................................. 40

3.2.3. Tối ưu hóa điều kiện thủy phân cà phê xanh bằng enzyme pectinase ...... 41

3.2.4. Kết quả xác định hàm lượng CGA bằng HPLC........................................ 43

3.3. Kết quả quá trình sấy chân không................................................................ 45

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................... 49

4.1. Kết luận ........................................................................................................ 49

4.2. Kiến nghị...................................................................................................... 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Cs Cộng sự

CGA Chlorogenic acid

TLC Thin Layer Chromatography

HPLC High Performance Liquid Chromatography

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ cơ chất - dung môi đến quá trình chiết CGA..... 16

Bảng 2.2. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình chiết xuất CGA........ 16

Bảng 2.3. Ảnh hưởng của pH đến quá trình chiết xuất CGA ............................. 17

Bảng 2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết xuất CGA..................... 18

Bảng 2.5. Ảnh hưởng của tốc độ lắc đến quá trình chiết xuất CGA................... 18

Bảng 2.6. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết xuất CGA.................... 19

Bảng 2.7. Bố trí thí nghiệm xây dựng đường chuẩn CGA ................................. 20

Bảng 2.8. Thiết kế chế độ hệ thống HPLC cho xác định hàm lượng CGA........ 21

Bảng 2.9. Bố trí thí nghiệm xây dựng dường chuẩn CGA bằng HPLC ............. 22

Bảng 2.10. Các biến số và khoảng chạy ............................................................. 22

Bảng 2.11. Ma trận thực nghiệm Box – Behnken ba yếu tố và hàm lượng CGA

thu được trong các điều kiện thuỷ phân khác nhau............................................. 23

Bảng 2.12. Thí nghiệm xác định điều kiện sấy chân không ............................... 24

Bảng 3.1. Giá trị nồng độ CGA đo ở bước sóng 324 nm ................................... 25

Bảng 3.2. Ma trận thực nghiệm Box – Behnken ba yếu tố và hàm lượng CGA

thu được trong các điều kiện thuỷ phân khác nhau............................................. 38

Bảng 3.3. Kết quả phân tích phương sai mô hình tối ưu bằng phần mềm Design

Expert 10.0.3 (Bảng Anova) ............................................................................... 39

Bảng 3.4. Kiểm tra mô hình thí nghiệm tối ưu hoá tách chiết CGA .................. 42

Bảng 3.5. Diện tích peak CGA ở các nồng độ.................................................... 43

Bảng 3.6. Kết quả xác định hàm lượng CGA bằng HPLC................................. 45

Bảng 3.7. Nhiệt độ và thời gian sấy mẫu để thu nhận chế phẩm CGA .............. 46