TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT CAO ỚT (CAPSICUM ANNUUM L.) GIÀU CAPSAICINOID BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ SIÊU ÂM

Cao Bá Cường; Ong Xuân Phong; Phạm Thị Mến; Ngô Thị Thương; Nguyễn Xuân Thành; Khuất Văn Quyết; La Việt Hồng

doi:10.34238/tnu-jst.13364

TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT CAO ỚT (CAPSICUM ANNUUM L.) GIÀU CAPSAICINOID BẰNG PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ SIÊU ÂM

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 04/08/25 Ngày hoàn thiện: 02/12/25 Ngày đăng: 03/12/25

Các tác giả

1. Cao Bá Cường , Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
2. Ong Xuân Phong, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
3. Phạm Thị Mến, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2; Trường THPT Yên Lạc
4. Ngô Thị Thương, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
5. Nguyễn Xuân Thành, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
6. Khuất Văn Quyết, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2
7. La Việt Hồng, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2

Tóm tắt

Ớt (Capsicum annuum L.) chứa nhóm hợp chất capsaicinoid có giá trị cao trong thực phẩm và dược liệu, nhưng các phương pháp chiết xuất truyền thống còn hạn chế. Nghiên cứu này kết hợp chiết xuất hỗ trợ siêu âm và phương pháp bề mặt đáp ứng (response surface methodology) nhằm tối ưu hóa quá trình thu nhận capsaicin và dihydrocapsaicin từ quả ớt. Yếu tố khảo sát gồm nhiệt độ (50-70°C), nồng độ ethanol (60-80%) và tỷ lệ mẫu/dung môi (1/15-1/25). Quy trình được thiết kế theo mô hình Box-Behnken với 15 thí nghiệm và phân tích hồi quy bậc hai. Hàm lượng capsaicinoid được xác định bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao. Kết quả cho thấy phương pháp ngâm lắc kết hợp siêu âm đạt hiệu suất chiết cao nhất (25,01 ± 0,09%). Cả ba yếu tố khảo sát ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng capsaicin và dihydrocapsaicin (p < 0,05), trong đó tỷ lệ dung môi/mẫu và yếu tố bậc hai tác động mạnh nhất. Mô hình hồi quy phù hợp chặt chẽ với dữ liệu thực nghiệm (R² ~ 0,999), dự đoán điều kiện tối ưu là 56,71°C, ethanol 79,83% và tỷ lệ dung môi/mẫu 1/15 cho hàm lượng capsaicin và dihydrocapsaicin đạt 7,29 mg/g và 4,08 mg/g, xấp xỉ giá trị cực đại. Hoạt tính của cao ớt đối với vi khuẩn E. coli, S. aureus có giá trị IC50 lần lượtt là 14,98 µg/mL, IC50 = 31,56 µg/mL. Kết quả này góp phần nâng cao hiệu suất thu hồi hoạt chất, tiết kiệm dung môi và tạo cơ sở sản xuất cao ớt.

Từ khóa

Capsaicin; Cao ớt; Phương pháp siêu âm; Tối ưu hóa; Phương pháp bề mặt đáp ứng

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] K. A. Tran, T. T. N. Nguyen, and P. T. K. Le, “Application and comparison of different extraction methods of capsaicin from chili (Capsicum annuum L.),” J. Sci. Technol. Dev., vol. 19, no. 2, pp. 44-51, 2016.

[2] R.-M. Stoica, M. Moscovici, C. Tomulescu, and N. Băbeanu, “Extraction and analytical methods of capsaicinoids-a review,” Sci. Bull. Ser. F Biotechnol., vol. 20, pp. 93-98, 2016.

[3] F. Chemat, N. Rombaut, A.-G. Sicaire, A. Meullemiestre, A.-S. Fabiano-Tixier, and M. Abert-Vian, “Ultrasound assisted extraction of food and natural products: Mechanisms, techniques, combinations, protocols and applications-A review,” Ultrason. Sonochem., vol. 34, pp. 540-560, 2017.

[4] M. Vinatoru, T. Mason, and I. Calinescu, “Ultrasonically assisted extraction (UAE) and microwave assisted extraction (MAE) of functional compounds from plant materials,” Trends Anal. Chem., vol. 97, pp. 159-178, 2017.

[5] A. L. B. Dias, C. S. A. Sergio, P. Santos, G. F. Barbero, C. A. Rezende, and J. Martínez, “Ultrasound-assisted extraction of bioactive compounds from dedo de moça pepper (Capsicum baccatum L.): Effects on the vegetable matrix and mathematical modeling,” J. Food Eng., vol. 198, pp. 36-44, 2017.

[6] T. Awad, H. Moharram, O. Shaltout, D. Asker, and M. Youssef, “Applications of ultrasound in analysis, processing and quality control of food: A review,” Food Res. Int., vol. 48, no. 2, pp. 410-427, 2012.

[7] B. Tomáš, B. Petra, K. Daniel, E. Aleš, A. Martin, and V. Karel, “Comparison of two ultrasonic systems with different settings for extraction of capsaicinoids from chili peppers,” International Journal of Food Engineering, vol. 12, no. 6, pp. 567-576, 2016.

[8] J. Milán-Carrillo, A. Montoya-Rodríguez, R. Gutiérrez-Dorado, X. Perales-Sánchez, and C. Reyes-Moreno, “Optimization of extrusion process for producing high antioxidant instant amaranth (Amaranthus hypochondriacus L.) flour using response surface methodology,” Applied Mathematics, vol. 03, no. 10, pp. 1516-1525, 2012.

[9] S. Boonkird, C. Phisalaphong, and M. Phisalaphong, “Ultrasound-assisted extraction of capsaicinoids from Capsicum frutescens on a lab- and pilot-plant scale,” Ultrason. Sonochem., vol. 15, no. 6, pp. 1075-1079, 2008.

[10] R. Yan, L. Zhao, J. Tao, Y. Zou, and X. Xu, “Preparative isolation and purification of capsaicin and dihydrocapsaicin from Capsici Fructus using supercritical fluid extraction combined with high speed countercurrent chromatography,” Journal of the Science of Food and Agriculture, vol. 98, no. 7, pp. 2498-2506, Nov. 2017, doi: 10.1002/jsfa.8736.

[11] T. H. P. Nguyen et al., "Effect of ecological conditions on the bioactivity of Trichanthera gigantea," Can Tho University Journal of Science, vol. 58, no. 2, pp. 124-131, Apr. 2022, doi: 10.22144/ctu.jvn.2022.042

[12] M. A. Bezerra, R. E. Santelli, E. P. Oliveira, L. S. Villar, and L. A. Escaleira, “Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry,” Talanta, vol. 76, no. 5, pp. 965-977, 2008.

[13] H. Yang et al., “PVA-Stabilized and Coassembled Nano/Microparticles with High Payload of Dual Phytochemicals for Enhanced Antibacterial and Targeting Effect,” ACS Omega, vol. 9, no. 40, pp. 41990–42001, 2024.

[14] S. Chuichulcherm, S. Prommakort, P. Srinophakun, and A. Thanapimmetha, "Optimization of capsaicin purification from Capsicum frutescens Linn. with column chromatography using Taguchi design," Industrial Crops and Products, vol. 44, pp. 473-479, Jan. 2013, doi: 10.1016/j.indcrop.2012.10.007.

[15] A. Peña-Alvarez, L. A. Alvarado, and L. E. Vera-Avila, “Analysis of capsaicin and dihydrocapsaicin in hot peppers by ultrasound assisted extraction followed by gas chromatography-mass spectrometry,” Instrum. Sci. Technol., vol. 40, no. 5, pp. 429-440, 2012.

[16] G. Palma-Orozco, C. Orozco-Álvarez, A. A. Chávez-Villeda, A. Mixtega-Martínez, and R. Castro-Muñoz, “Capsaicin content in red habanero chilli (Capsicum chinense Jacq.) and its preservation after drying process,” Future Foods, vol. 4, 2021, Art. no. 100070.

[17] A. L. B. Dias, C. S. A. Sergio, P. Santos, G. F. Barbero, C. A. Rezende, and J. Martínez, “Effect of ultrasound on the supercritical CO₂ extraction of bioactive compounds from dedo de moça pepper (Capsicum baccatum L. var. pendulum),” Ultrason. Sonochem., vol. 31, pp. 284-294, 2016.

[18] M. A. Al-Farsi and C. Y. Lee, “Optimization of phenolics and dietary fibre extraction from date seeds,” Food Chem., vol. 108, no. 3, pp. 977-985, 2008.

[19] Y. Pan et al., “Antioxidant potential of ethanolic extract of Polygonum cuspidatum and application in peanut oil,” Food Chem., vol. 105, no. 4, pp. 1518-1524, 2007.

[20] Š. S. Herodež, M. Hadolin, M. Škerget, and Ž. Knez, “Solvent extraction study of antioxidants from balm (Melissa officinalis L.) leaves,” Food Chem., vol. 80, no. 2, pp. 275-282, 2003.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.13364

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ