Tối ưu hóa quá trình trích ly polyphenol từ vỏ lụa hạt điều với sự hỗ trợ của hỗn hợp enzyme cellulase và pectinase
Main Article Content
Tóm tắt
Một lượng lớn vỏ lụa hạt điều bị loại bỏ trong quá trình chế biến nhân hạt điều, gây nhiều tác động tiêu cực đến môi trường. Mục tiêu của nghiên cứu này nhằm nâng cao giá trị gia tăng cho vỏ lụa hạt điều bằng phương pháp chiết xuất dung dịch giàu polyphenol với sự hỗ trợ của hỗn hợp enzyme cellulase và pectinase. Phương pháp quy hoạch thực nghiệm kiểu thí nghiệm phối hợp có tâm được sử dụng để bố trí nghiên cứu nhiệt độ trích ly từ 41,6⁰C đến 58,4⁰C; pH trích ly từ pH 3,2 đến pH 4,8; nồng độ enzyme từ 0,03% đến 0,37% (v/w). Mô hình bề mặt đáp ứng bậc 2 được xây dựng để phân tích tác động của các yếu tố thí nghiệm đối với hàm lượng phenolic tổng (TPC), hoạt tính khử gốc tự do DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) và ABTS (2,2'-azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid). Kết quả phân tích hồi quy cho thấy 91%, 88% và 92% sự biến thiên dữ liệu tương ứng hàm mục tiêu TPC, khả năng khử gốc tự do DPPH và ABTS có thể được giải thích bởi các mô hình. Ở điều kiện tối ưu, giá trị dự đoán của TPC là 164,26 (mg GAE/g vật chất khô), năng khử gốc tự do DPPH và ABTS lần lượt là 936,52 (µmol TE/g vật chất khô) và 1591,47 (µmol TE/g vật chất khô). Kết quả thực nghiệm tương đồng với các giá trị dự đoán, cho thấy tính phù hợp của mô hình cũng như sự thành công của phương pháp bề mặt đáp ứng trong việc tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol từ vỏ lụa hạt điều với hỗn hợp enzyme.
Article Details
Tài liệu tham khảo
Anoopkumar, A. N., Gopinath, C., Annadurai, S., Abdullah, S., Tarafdar, A., Hazeena, S. H., Rajasekharan, R., Kuriakose, L. L., Aneesh, E. M., de Souza Vandenberghe, L. P., de Carvalho, J. C., Soccol, C. R., Binod, P., Madhavan, A., & Sindhu, R. (2024). Biotechnological valorisation of cashew apple: Prospects and challenges in synthesising wide spectrum of products with market value. Bioresource Technology Reports 25. https://doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101742.
Cacace, J. E., & Mazza, G. (2002). Mass transferprocess during extraction of phenolic compoundsfrom milled berries. Journal of Food Engineering 59(4), 379-389. https://doi.org/10.1016/S0260-8774(02)00497-1.
Dai, J., & Mumper, R. J. (2010). Plant phenolics: Extraction, analysis and their antioxidant and anticancer properties. Molecules 15(10), 7313-7352. https://doi.org/10.3390/molecules15107313.
Drevelegka, I., & Goula, A. M. (2020). Recovery of grape pomace phenolic compounds through optimized extraction and adsorption processes. Chemical Engineering and Processing - Process Intensification 149. https://doi.org/10.1016/j.cep.2020.107845.
Fernández de Simón B., Pérez-Ilzarbe J., Hernández T., Gómez-Cordovés C., & Estrella I. (1990). HPLC study of the efficiency of extraction of phenolic compounds. Chromatographia 30 (1-2), 35-37. https://doi.org/10.1007/BF02270445.
Gardossi, L., Poulsen, P. B., Ballesteros, A., Hult, K., Švedas, V. K., Vasić-Rački, Đ., Carrea, G., Magnusson, A., Schmid, A., Wohlgemuth, R., & Halling, P. J. (2010). Guidelines for reporting of biocatalytic reactions. Trends in Biotechnology 28(4), 171-180. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2010.01.001.
Hoang, T. V., Nguyen, H. X., Nguyen, D. H., La, T. T., & Pham, H. V. (2023). Effect of hydrolyzation conditions on extraction capacity of catechin of cashew nut testa with the support of enzyme Viscozyme L and Pectinex Ultra-L products. Journal of Science Technology and Food – Ho Chi Minh City University of Food Industry 23 (1), 40-48. https://doi.org/10.62985/j.huit_ojs.vol23.no1.31.
Kaur, R., Tarun Kumar, V., Krishna, B. B., & Bhaskar, T. (2023). Characterization of slow pyrolysis products from three different cashew wastes. Bioresource Technology 376, 128859. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2023.128859.
Lim, J., Kim, H., Kim, G. H. J., Kim, T., Kang, C. G., Kim, S. W., & Kim, D. (2024). Enzymatic upcycling of wild-simulated ginseng leaves for enhancing biological activities and compound K. Applied Microbiology and Biotechnology 108(1), 207. https://doi.org/10.1007/s00253-024-13028-2.
Munde, P. J., Muley, A. B., Ladole, M. R., Pawar, A. V., Talib, M. I., & Parate, V. R. (2017). Optimization of pectinase-assisted and tri-solvent-mediated extraction and recovery of lycopene from waste tomato peels. 3 Biotech 7(3). https://doi.org/10.1007/s13205-017-0825-3.
Myers, R. H., & Montgomery, D. C. (2002). Response surface methodology: Process and product optimization using designed experiments (1st ed.). New Jersey, USA: Wiley Interscience.
Nguyen, P. N. M., Che, H. V., Ly, B. N., & Chau, A. T. D. (2011). Effect of pectinase enzyme treament to juice yield and fermentation conditions to the quality of mango wine (Mangifera indica). CTU Journal of Science 20a, 127-136.
Nguyen, T. T., & Phan, H. T. (2023). Microwave assisted extraction of custard apple (Annona squamosal L.) peel. Carpathian Journal of Food Science and Technology 15(1), 220-231. https://doi.org/10.34302/crpjfst/2023.15.1.16.
Phan, H. T., Dao, U. H., & Nguyen, T. C. T. (2024). Ethanol-modified supercritical CO2 extraction of cashew (Anacardium occidentale) nut testa. Journal of Food and Nutrition Research 63(1), 52-59.
Phan, H. T., Tran, C. T. H., Nguyen, T. H., & Nguyen, T. T. (2022). Extraction of custard apple (Annona squamosal L.) peel with supercritical CO2 and ethanol as co-solvent. Journal of Food Processing and Preservation 46(11).
Phan, K. T. L., Chittrakorn, S., Rutnakornpituk, B., Phan, H. T., & Ruttarattanamongkol, K. (2018). Processing effects on anthocyanins, phenolic acids, antioxidant activity, and physical characteristics of Vietnamese purple-fleshed sweet potato flours. Journal of Food Processing and Preservation 42(9). https://doi.org/10.1111/jfpp.13722.
Puri M., Sharma D., & Barrow C. J. (2012). Enzymeassisted extraction of bioactives from plants. Trends in Biotechnology 30(1), 37-44. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2011.06.014.
Sharma, P., Gaur, V. K., Sirohi, R., Larroche, C., Kim, S. H., & Pandey, A. (2020). Valorization of cashew nut processing residues for industrial applications. Industrial Crops and Products 152. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2020.112550.
Tran, T. T. T., Tran, K. M., Ton, N. N. M., & Le, M. V. V. (2021). Combined cellulolytic and pectinolytic enzymes to increase the polyphenol extractability of coffee husks. VNUHCM Journal of Engineering and Technology 4(2), 968-976. https://doi.org/https://doi.org/10.32508/stdjet.v4i2.832.
Wang, F. W., Han, S., Zha, J. X., Cheng, R. J., Song, Y. J., & Jiao, Z. (2019). Response surface optimization of supercritical carbon dioxide extraction of tea polyphenols from green tea scraps. Journal of AOAC International 102(2), 451-456. https://doi.org/10.5740/jaoacint.18-0163.
Živković J., Šavikin, K., Janković, T., Ćujić, N., & Menković, N. (2018). Optimization of ultrasound-assisted extraction of polyphenolic compounds from pomegranate peel using response surface methodology. Separation and Purification Technology 194, 40-47. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.11.032.