ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC VÀ ĐỘ ỔN ĐỊNH BẢO QUẢN CHLOROPHYLL TỪ RONG Ceratophyllum submersum

Abstract

This study aimed to evaluate the antioxidant and antibacterial activities, as well as the storage stability, of chlorophyll extracted from Ceratophyllum submersum. The raw material was pretreated, dried, and chlorophyll was extracted from the dried biomass using ethanol, followed by quantification by UV–Vis spectrophotometry. Antioxidant activity was comprehensively assessed using multiple assays, including DPPH, ABTS, FRAP, nitric oxide (NO) scavenging, and reducing power (RP), to reflect different underlying mechanisms. The results demonstrated that chlorophyll exhibited significant antioxidant activity, with IC₅₀ values of 66.55 µg/mL (DPPH), 49.35 µg/mL (ABTS), 30.5 µg/mL (FRAP), and 29.72 µg/mL (NO). The reducing power increased proportionally with sample concentration. Antibacterial activity, determined by the minimum inhibitory concentration (MIC) method, revealed effective inhibition against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, and Salmonella enterica, with MIC values ranging from 12.5 to 25 µg/mL. In addition, the study investigated changes in color and antioxidant activity of spray-dried and maltodextrin-encapsulated chlorophyll under accelerated storage conditions. The total color difference (ΔE) increased over time, while DPPH radical scavenging activity declined to below 50% after approximately 7 days. Based on the Q₁₀ model, the estimated shelf life of the product at 30°C was approximately 56 days. Overall, this study provides new quantitative insights into the bioactivity and stability of chlorophyll derived from C. submersum, highlighting its potential as a natural antioxidant and antibacterial agent, and offering a scientific basis for the development of bio-based products in food and pharmaceutical applications.

Tóm tắt

Nghiên cứu này nhằm đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa, kháng khuẩn và sự biến đổi trong quá trình bảo quản của chlorophyll được trích ly từ rong Ceratophyllum submersum. Nguyên liệu được xử lý, sấy khô và chlorophyll được trích ly từ rong sấy khô bằng ethanol và định lượng bằng phương pháp quang phổ UV-Vis. Hoạt tính kháng oxy hóa được đánh giá đồng thời thông qua các phương pháp gồm: DPPH, ABTS, FRAP, nitric oxide (NO) và khả năng khử (RP) nhằm phản ánh các cơ chế chống oxy hóa khác nhau. Kết quả cho thấy, chlorophyll thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa đáng kể, với giá trị IC₅₀ lần lượt đạt 66,55 µg/mL (DPPH), 49,35 µg/mL (ABTS), 30,5 µg/mL (FRAP) và 29,72 µg/mL (NO), đồng thời khả năng khử tăng tỉ lệ thuận với nồng độ mẫu. Hoạt tính kháng khuẩn được xác định bằng phương pháp MIC cho thấy chlorophyll có khả năng ức chế hiệu quả các chủng vi khuẩn Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis và Salmonella enterica, với MIC dao động từ 12,5 - 25 µg/mL. Bên cạnh đó, nghiên cứu khảo sát sự suy giảm màu sắc và hoạt tính kháng oxy hóa của chlorophyll sau sấy phun và vi bao bằng maltodextrin trong điều kiện bảo quản gia tốc cho thấy, giá trị ΔE tăng theo thời gian, trong khi khả năng bắt gốc tự do DPPH giảm xuống dưới 50% sau khoảng 7 ngày. Dựa trên mô hình Q10, thời gian bảo quản ước tính của sản phẩm ở 30°C là khoảng 56 ngày. Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu định lượng mới về hoạt tính sinh học và độ ổn định của chlorophyll từ rong C. submersum, qua đó cho thấy tiềm năng ứng dụng của hợp chất này như một chất chống oxy hóa và kháng khuẩn tự nhiên, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc phát triển các sản phẩm có nguồn gốc sinh học trong lĩnh vực thực phẩm và dược phẩm.