Tối ưu hóa các phương pháp trích ly quercetin từ vỏ hành tím

57 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 TỐI ƯU HÓA CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY QUERCETIN TỪ VỎ HÀNH TÍM Nguyễn Minh Thủy1, Lê Thị Ngọc Huyền2, Ngô Văn Tài1, Nguyễn Phi Phương2, Lê Thị Trinh Nguyên2, Nguyễn Thị Trúc Ly1, Nguyễn Thị Mỹ Tuyền3,Nguyễn Phú Cường3 TÓM TẮT Các sản phẩm thải ra từ quá trình chế biến hành tím (đặc biệt là vỏ) có tiềm năng được sử dụng làm nguồn thực phẩm do hàm lượng chất xơ cao và các thành phần phenol như quercetin. Vỏ hành tím Vĩnh Châu, Sóc Trăng được sử dụng để nghiên cứu. Phương pháp phản ứng bề mặt được áp dụng để đánh giá quá trình trích ly quercetin từ vỏ hành tím. Các biện pháp trích ly bằng dung môi thông thường và trích ly có hỗ trợ siêu âm được thực hiện trong nghiên cứu này. Thiết kế thống kê được sử dụng để tối ưu hóa các biến gồm thời gian trích ly (22,9 - 37,1 phút) và nồng độ ethanol (57,9 - 72,1%). Mô hình bậc hai có ý nghĩa rất cao (P <0,05) cho biến đáp ứng. Sau khi tối ưu hóa mô hình nhiều biến, từ 15 g mẫu vỏ hành tím sấy khô, năng suất cao nhất của mỗi phương pháp có thể đạt được là: thời gian xử lý 32,38 phút ở 60oC và 65,65% ethanol cho quá trình trích ly trong dung môi thông thường; trong điều kiện hỗ trợ siêu âm 42 kHz, 490 W, các thông số tối ưu đạt được là nồng độ ethanol 66,21% trong 31,55 phút. Có thể thấy phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm đã tỏ ra hiệu quả hơn so với trích ly thông thường, hàm lượng quercetin trong dịch trích đạt được tối đa là 4,26 mgQE/g, cao hơn khoảng 19% so với phương pháp trích ly trong dung môi thông thường. Từ khóa: Quercetin, tối ưu hóa, ultrasound, vỏ hành tím 1 Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ 2 Sinh viên ngành Công nghệ sau thu hoạch khóa 42, Trường Đại học Cần Thơ 3 Đại học Quốc gia Chungnam, Hàn Quốc I. ĐẶT VẤN ĐỀ Lượng lớn chất thải từ hành tím được vứt bỏ ở nhiều quốc gia mỗi năm và trở thành một vấn đề môi trường. Một giải pháp có thể thực hiện để giải quyết vấn đề trên đó chính là việc sử dụng chất thải hành tím như một nguồn nguyên liệu tự nhiên có giá trị chức năng cao do những phần này rất giàu các hợp chất có lợi ích cho sức khỏe con người (Nijveldt et al., 2001). Quercetin được xem là chất chống oxy hóa (Lemańska et al., 2004), chống ung thư và ức chế hoạt động của enzyme kết hợp với một số loại tế bào khối u (Leighton et al., 1992). Quercetin cũng là một flavonoid điển hình có mặt trong rau quả dưới dạng aglycon hoặc glycoside. Hơn thế nữa, xu hướng ưu tiên sử dụng các flavonoid có nguồn gốc thực vật cũng đang được sự quan tâm (Williamson and Manach, 2005). Vì vậy, chọn lựa kỹ thuật chiết xuất khác nhau cho các hợp chất sinh học từ chúng làcần thiết. Các kỹ thuật trích ly mới như hỗ trợ siêu âm, hỗ trợ vi sóng, chất siêu tới hạn và chiết trong dung môi tăng tốc (ASE) được ứng dụng nhằm tăng năng suất trích ly và hiệu quả của quá trình do giảm được thời gian xử lý và tiêu thụ dung môi và năng lượng (Chemat et al., 2004). Siêu âm làm tăng tỷ lệ khuếch tán để cho phép dung môi thâm nhập nhanh hơn vào ma trận vật liệu (Yang and Zhang, 2008). Trích ly có hỗ trợ siêu âm được xem là kỹ thuật trích ly nhanh và hiệu quả cho tiến trình chiết xuất các chất trong thực vật (Kiassos et al., 2009). Năng suất cao nhất của một vài quy trình trích ly được ước tính và hiệu quả của các biến độc lập trên mỗi phương pháp được đánh giá bằng cách sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng đã được sử dụng chotối ưu hóa trong các ứng dụng công nghiệp và các ứng dụng trong các quy trình khác do tiện lợi thực tế của phương pháp này (Kurozawa et al., 2008). II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Chuẩn bị nguyên liêu Nguyên liệu chính để thực hiện nghiên cứu là vỏ củ hành tím được thu nhận từ quá trình chế biến đa dạng các sản phẩm từ hành tím, mua trực tiếp tại thị xã Vĩnh Châu, tỉnh Sóc Trăng. Sau khi thu nhận, vỏ hành tím được làm sạch, xử lý bằng ozone trong 5 phút. Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật (hàm lượng abamectin) của vỏ hành tím sau khi xử lý đã làm giảm đến mức thấp nhất, thấp hơn rất nhiều so với mức giới hạn cho phép của hoạt chất này (kết quả phân tích của phòng thí nghiệm chuyên sâu, trường Đại học Cần Thơ là 0,0001 µg/kg so với mức giới hạn cho phép là ≤0,01 µg/kg - Quyết định số 46/2007/ QĐ-BYT). Vỏ hành được sấy khô (độ ẩm 6 - 8%) và được trữ trong túi PE kín, tránh sáng và không khí thâm nhập, bảo quản ở 0 - 3oC. 58 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp trích ly trong ethanol Sử dụng bể điều nhiệt (Memmert, Hoa Kỳ), cố định nhiệt độ 60oC, thay đổi thời gian và nồng độ ethanol cho các nghiệm thức được bố trí (La et al., 2013). 2.2.2. Phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm Thực hiện trong thiết bị siêu âm (490 W, 42 kHz; Hoa Kỳ). Cố định nhiệt độ trong bể siêu âm là 60oC, thay đổi thời gian và nồng độ ethanol cho các nghiệm thức được bố trí. Các mẫu sau khi xử lý được giữ ở 0oC cho đến khi được phân tích. 2.2.3. Tối ưu hóa quá trình trích ly quercetin từ vỏ hành tím trong dung môi ethanol (điều kiện thông thường và có hỗ trợ sóng siêu âm) Tỷ lệ giữa vỏ hành tím và dung môi trích ly cố định là 1 : 10, lượng vỏ hành tím sử dụng cho mỗi nghiệm thức là 15 g. Thực hiện tối ưu hóa tiến trình trích ly trong dung môi là ethanol (có/không hỗ trợ siêu âm). Các biến phụ thuộc trong quá trình trích ly là nồng độ ethanol (%) (A) và nhiệt độ trích ly (oC) (B). Mức độ của các nhân tố tương ứng từ - α; -1;0;+1; +α theo mô hình 2k + star cho điều kiện trích ly trong môi trường ethanol (có/không hỗ trợ siêu âm) được cho ở bảng 1. Bảng 1. Các nhân tố và mức độ khảo sát trong thí nghiệm trích ly bằng ethanol Ký hiệu Tên biến Đơn vị Mức độ -α -1 0 +1 +α A Nồng độ % 57,9 60 65 70 72,1 B Thời gian Giờ 22,9 25 30 35 37,1 2.2.4. Phân tích hàm lượng quercetin tổng số (mg QE/g) Phương pháp phân tích bằng hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được thực hiện cho phân tích hàm lượng quercetin trong vỏ hành tím. Dịch trích vỏ hành tím (0,5 mL) được ly tâm (3 phút, 15000 vòng/phút) để loại bỏ chất rắn. Sau đó, mẫu đươc pha loãng 5 lần trước khi phân tích. Quercetin và các dẫn xuất của nó được xác định bởi sắc ký lỏng (HPLC) kết nối với UV detector (1260 Infinity, Agilent, USA). Quercetin glucosides và quercetin aglycone được tách ra bằng cột phân tích Zorbaz Eclipse C18 (4,6 ˟ 100 mm, 3,5 μm, Agilent, USA). Pha di động bao gồm nước (dung môi A) và acetonitrile (dung môi B), mỗi loại chứa 0,1% acid formic. Tốc độ dòng chảy là 1 mL/phút và độ dốc giữa các điểm thời gian như sau: 0 - 4 min, 5 - 15% B; 4 - 7 phút, 15 - 55% B; 7 - 9 phút, 55 - 90% B; 9 - 12 phút 90% B; 13 - 18 phút, 5% B. Bước sóng cực tím được đặt ở 370 nm (bước sóng hấp thụ cực đại của quercetin). Quercetin standard được mua từ Sigma. Hàm lượng quercetin được tính toán dựa trên đường chuẩn y = 32,75x – 32,507 (R² = 0,9997), trong đó, y: hàm lượng quercetin (mg/L), x: diện tích peak. Các dẫn xuất của quercetin được tính theo đường chuẩn quercetin (mg quercetin equivalent/L). 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 6/2018 đến tháng 11/2018 tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ và phòng thí nghiệm Dinh dưỡng thực phẩm và Vi sinh, trường Đại học Chungnam (Hàn Quốc). III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Quercetin trong vỏ củ hành tím Vĩnh Châu, Sóc Trăng Trong vỏ hành tím Vĩnh Châu, Sóc Trăng, ngoài quercetin aglycone chiếm tỷ lệ cao nhất (62,69%), còn có 2 hợp chất là dẫn xuất của quercetin đã được tìm thấy. Hai hợp chất đó là quercetin-hexose (trung bình 33,67%) và quercetin-dihexose chiếm tỷ lệ thấp nhất (3,64%). Hình 1. Sự phân bố hàm lượng quercetin và dẫn xuất của quercetin trong vỏ củ hành tím 3.2. Tối ưu hóa quá trình trích ly trong ethanol (điều kiện thông thường) Ethanol và nước được sử dụng trong nghiên cứu này do tính an toàn hơn so với các dung môi hữu cơ khác và quan trọng hơn chúng được chấp nhận cho tiêu thụ bởi con người. La và cộng tác viên (2013) báo cáo rằng một tỷ lệ dung môi thích hợp có thể cải thiện hiệu quả trích ly. Từ kết quả phân tích cho thấy, hàm lượng quercetin trong vỏ hành tím dao động nằm trong khoảng từ 2,209 đến 3,394 mg QE/g. Ảnh hưởng của các biến phụ thuộc trong quá trình trích ly quercetin của vỏ hành tím được trình bày dưới dạng mô hình bậc hai. Mô hình hồi quy được xây dựng nhằm giải thích khả năng trích ly quercetin trong vỏ hành. Hệ số xác định (R2) 93,05% chỉ ra rằng mô hình phù hợp để thể hiện điều kiện trích 3,64% 33,67% 62,69% Quercetin-2 Hexose Quercetin-Hexose Quercetin 59 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 ly tối ưu và mối quan hệ giữa các biến với hiệu suất trích ly quercetin. Kết quả phân tích mức độ tin cậy và phương sai của các biến độc lập trong mô hình tương quan giữa hàm lượng quercetin tổng số trong dịch trích từ vỏ củ hành tím với nhiệt độ và thời gian trích ly cũng được thể hiện ở bảng 2. Các giá trị của các nhân tố tuyến tính (A, B), tương tác AB và giá trị bậc hai (A2, B2) đều thể hiện mức độ tin cậy cao (P<0,05) khi tham gia vào mô hình. Hơn nữa, Lack-of-fit của mô hình có giá trị P = 0,6166 > 0,05, càng thể hiện mức độ tin cậy của mô hình. Như vậy, phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa hàm lượng quercetin và các biến độc lập được thiết lập theo phương trình 1. QE = –90,43 + 2,484A + 0,756B – 0,018A2 – 0,0036AB – 0,008B2 (1) Trong đó: QE là hàm lượng quercetin tổng số (mgQE/g), A là nồng độ ethanol sử dụng (%), B là thời gian trích ly (phút). Bảng 2. Kết quả phân tích thống kê ANOVA mức độ ý nghĩa của các hệ số hồi quy cho hàm lượng quercetin Nguồn Bình phương trung bình Tỷ số F Giá trị P A 0,436 109024,65 0,0000 B 0,733 183307,59 0,0000 A2 2,010 502387,83 0,0000 AB 0,066 16448,45 0,0001 B2 0,414 103583,19 0,0000 Đồ thị bề mặt đáp ứng thể hiện sự tương quan giữa nhiệt độ (°C), thời gian trích ly (phút) và hàm lượng quercetin của dịch trích từ củ hành tím được thể hiện ở hình 2. Kết quả phân tích và đánh giá cho thấy hàm lượng flavonoid tổng số cao nhất (3,45 mgQE/g) khi trích ly trong dung môi ethanol 65,65% và thời gian là 32,38 phút (giá trị tính toán từ mô hình). Hình 2. Tương quan giữa nồng độ ethanol và thời gian trích ly đến hàm lượng quercetin từ vỏ củ hành tím Nghiên cứu của Jin và cộng tác viên (2011) trên vỏ hành, hàm lượng quercetin tối ưu khi được trích trong dung môi ethanol gần 60% trong thời gian 16,5 phút, và hàm lượng này không tăng thêm mà lại còn có khuynh hướng giảm khi tăng nồng độ ethanol sử dụng. Hơn nữa, quercetin được biết là hợp chất ít tan trong nước, chủ yếu tan trong dung môi hữu cơ (Razmara et al., 2010). Sự thay đổi nồng độ ethanol sẽ làm thay đổi các tính chất của dung môi như độ phân cực và hằng số điện môi, dẫn đến thay đổi khả năng hòa tan. Khi nồng độ ethanol tăng sẽ làm thay đổi độ phân cực của dung môi phù hợp với chất tan nên hiệu quả trích ly tăng lên. Bên cạnh đó, ethanol còn giúp phá vỡ vách tế bào làm tăng bề mặt diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi tạo thuận lợi cho quá trình trích ly. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nồng độ ethanol thì độ phân cực của dung môi thay đổi có thể không phù hợp với độ phân cực của quercetin nên làm giảm hiệu quả trích ly quercetin. Thời gian kéo dài làm tăng khả năng tiếp xúc giữa dung môi và ma trận thực phẩm. Tuy nhiên nếu dài hơn, các hoạt chất sẽ không di chuyển ra ngoài nếu đã đạt trạng thái cân bằng và dễ bị oxy hóa, thủy phân thành các hợp chất khác khi kéo dài thời gian trích ly do tính nhạy cảm của chúng (Vũ Hồng Sơn và Hà Duyên Tư, 2009). 3.2. Tối ưu hóa quá trình trích ly trong ethanol có hỗ trợ sóng siêu âm Kết quả phân tích khi trích ly quercetin của vỏ hành tím trong ethanol có hỗ trợ sóng siêu âm cho thấy hàm lượng này nằm trong khoảng 3,65 - 4,24 mg QE/g. Mô hình bậc hai giữa hàm lượng quercetin và các biến phụ thuộc cũng được xây dựng, hơn nữa các giá trị của các nhân tố tuyến tính (A, B), tương tác (AB) và giá trị bậc hai (A2, B2) đều thể hiện mức độ tin cậy cao (P<0,05) khi tham gia vào mô hình (Bảng 2) (R2 = 93,71%). 60 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 Bảng 2. Kết quả phân tích thống kê ANOVA mức độ ý nghĩa của các hệ số hồi quy cho hàm lượng quercetin Nguồn Bình phương trung bình Tỷ số F Giá trị P A 0,140 699,88 0,0014 B 0,151 757,18 0,0013 A2 0,294 1472,07 0,0007 AB 0,004 19,76 0,0471 B2 0,201 1006,92 0,0010 Giá trị P của Lack-of-fit (P = 0,51 > 0,05) thể hiện độ tin cậy của mô hình, do đó phương trình hồi quy mô tả mối quan hệ giữa hàm lượng quercetin và các biến độc lập được thiết lập (khi trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm) được thiết lập (phương trình 2). QE = –34,22 + 0,955A + 0,434B – 0,007A2 – 0,00009AB – 0,006B2 (2) Kết quả phân tích và đánh giá thông qua biểu đồ bề mặt đáp ứng cho thấy hàm lượng quercetin cao nhất (4,26 mgQE/g) khi trích ly trong dung môi ethanol 66,21% và thời gian là 31,55 phút (giá trị tính toán từ mô hình) (Hình 3). Hình 3. Tương quan giữa nồng độ ethanol và thời gian trích ly đến hàm lượng quercetin từ vỏ củ hành tím (có hỗ trợ sóng siêu âm) Bảng 3. Các giá trị hàm lượng quercetin dự đoán và thực nghiệm từ các biện pháp trích ly Phương pháp trích ly Giá trị dự đoán (mgQE/g) Giá trị thực nghiệm (mgQE/g) Trích ly trong ethanol thông thường 3,45 3,39 ± 0,12 Trích ly trong ethanol có hỗ trợ sóng siêu âm 4,26 4,15 ± 0,18 Từ kết quả tính toán từ hai mô hình 1 và 2 cho thấy, phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm giúp tăng khả năng trích ly quercetin từ vỏ hành tím (+19%). Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy phương pháp trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm giúp tăng hiệu suất trích ly bằng cách đạt được hàm lượng các hợp chất thu được cao hơn, giảm thời gian xử lý, giảm lượng dung môi tiêu thụ và nhiệt độ trích ly thấp hơn (Wu et al., 2001). Sử dụng phương pháp trích ly có hỗ trợ siêu âm được tìm thấy rất đơn giản, rẻ tiền và nhanh, hoạt động ở nhiệt độ thấp hơn, và có thể là giải pháp thay thế hiệu quả cho các kỹ thuật trích ly thông thường (Wang et al., 2008). Ethanol đã được tìm thấy là một dung môi lý tưởng trong việc trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm, để trích ly ra các hợp chất hoạt tính sinh học từ nguyên liệu thực vật khô (Paniwnyk et al., 2009). Các thông số tối ưu thu nhận được từ các phương pháp trích ly được kiểm định đồng thời cho thấy sự tương thích cao giữa các dữ liệu (Bảng 3). IV. KẾT LUẬN Mô hình bề mặt đáp ứng có thể áp dụng tốt cho quá trình tối ưu hóa các thông số ảnh hưởng đến hiệu quả trích ly quercetin từ vỏ hành tím với mức độ tin cậy cao. Phương pháp trích ly hỗ trợ sóng siêu âm có thể được sử dụng thay thế các biện pháp trích ly thông thường. Từ các mô hình thu nhận, các nhà nghiên cứu và sản xuất có thể ứng dụng để dự đoán và tính toán được khả năng trích ly quercetin trong vỏ hành tím ở các điều kiện khác nhau (nồng độ ethanol và thời gian trích ly). Điều này cũng thuận lợi cho việc sử dụng quercetin như một nguồn của hợp chất chức năng bổ sung vào các thực phẩm khác. TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Y tế, 2007. Quyết định số 46/2007/QĐ-BYT. Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm. 61 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 12(97)/2018 Vũ Hồng Sơn và Hà Duyên Tư, 2009. Nghiên cứu quá trình trích ly polyphenol từ vụn chè xanh. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, 47 (2): 39-46. Chemat, S., Lagha, A., AitAmar, H., Bartels, P. V. & Chemat, F., 2004. Comparison of conventional and ultrasound-assisted extraction of carvone and limonene from caraway seeds. Flavour and Fragrance Journal, 19 (3): 188-195. Jin, E. Y., Lim, S., oh Kim, S., Park, Y. S., Jang, J. K., Chung, M. S., & Choi, Y. J., 2011. Optimization of various extraction methods for quercetin from onion skin using response surface methodology.  Food Science and Biotechnology, 20 (6): 1727-1733. Kiassos, E., Mylonaki, S., Makris, D. P., Kefalas, P., 2009. Implementation of response surface methodology to optimise extraction of onion (Allium cepa) solid waste phenolics. Innov. Innovative food science & emerging technologies, 10 (2): 246-252. Kurozawa, L. E., Park, K. J. & Hubinger, M. D., 2008. Optimization of the enzymatic hydrolysis of chicken meat using response surface methodology. Journal of Food Science, 73 (5): C405-C412. La, S., Sia, C. M., Akowuah, G. A., Okechukwu, P. N., & Yim, H. S., 2013. The effect of extraction conditions on total phenolic content and free radical scavenging capacity of selected tropical fruits’ peel. Health Environ. J, 4: 80-102. Leighton, T., Ginther, C., Fluss, L., Harter, W. K., Cansado, J. &Notario, V., 1992. Molecular characterization of quercetin and quercetin glycosides in Allium vegetables. In: Phenolic Compounds in Food and Their Effects on Health II. Huang MT, Ho CT, Lee CY (eds). American Chemical Society, Washington, DC, USA, pp. 220-238. Lemańska, K., van der Woude, H., Szymusiak, H., Boersma, M. G., Gliszczyńska-Świgło, A., Rietjens, I. M. C. M.& Tyrakowska, B., 2004. The effect of catechol O-methylation on radical scavenging characteristics of quercetin and luteolin - A mechanistic insight. Free radical research, 38 (6): 639-647. Nijveldt, R. J, van Nood, E., van Hoorn, D.E., Boelens, P.G., van Norren K. & van Leeuwen, P.A., 2001. Flavonoids: A review of probable mechanisms of action and potential applications. The American journal of clinical nutrition, 74 (4): 418-425. Paniwnyk, L., Cai, H., Albu, S., Mason, T. J., & Cole, R., 2009. The enhancement and scale up of the extraction of anti-oxidants from Rosmarinus officinalis using ultrasound.  Ultrasonics Sonochemistry,  16 (2): 287- 292. Razmara, R. S., Daneshfar, A., & Sahraei, R., 2010. Solubility of quercetin in water+ methanol and water+ ethanol from (292.8 to 333.8) K.  Journal of Chemical & Engineering Data, 55 (9): 3934-3936. Wang, J., Sun, B., Cao, Y., Tian, Y., & Li, X., 2008. Optimisation of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran.  Food Chemistry, 106 (2): 804-810. Williamson, G. & Manach, C., 2005. Bioavailability and bioefficacy of polyphenols in humans. II. Review of 93 intervention studies. The American journal of clinical nutrition, 81 (1): 243S-255S. Wu, J., Lin L. & Chau, F.T., 2001. Ultrasound-assisted extraction of ginseng saponins from ginseng roots and cultured ginseng cells.  Ultrasonics sonochemistry, 8 (4): 347-352. Yang, Y. & Zhang, F., 2008. Ultrasound-assisted extraction of rutin and quercetin from Euonymus alatus (Thunb.) Sieb. Ultrasonics sonochemistry, 15 (4): 308-313. Optimization of extraction methods for quercetin from shallot skin Nguyen Minh Thuy, Le Thi Ngoc Huyen, Ngo Van Tai, Nguyen Phi Phuong, Le Thi Trinh Nguyen, Nguyen Thi Truc Ly, Nguyen Thi My Tuyen, Nguyen Phu Cuong Abstract The waste products discharged from the shallot processing (especially shell) have the potential to be used as food sources due to high fiber content and phenolic components such as quercetin. Purple shallot waste from Vinh Chau, Soc Trang province was used for the study. Response surface methodology (RSM) was applied to evaluate the extraction of quercetin from shallot skin. The conventional solvent extraction and ultrasound assisted extraction were employed. Statistical design was used to optimize the extraction variables: extraction time (22.9 - 37.1 min), ethanol concentration (57.9 - 72.1%). The quadratic model was highly significant (P<0.05) for the response variable (quercetin). After optimizing for response, from 15 g sample of dried shallot skin, the highest yield of each method could be achieved: processing time 32.38 minutes at 60°C and 65.65% ethanol for extraction in conventional solvent, and 31.55 min for ultrasound assisted extraction using power of 42 kHz, 490 W with 66.21% ethanol. The most productive method was ultrasound assisted extraction, whose maximum yield was 4.26 mg QE/g and 19% higher than conventional solvent extraction. Keywords: Quercetin, shallot skin, ultrasound, optimization Ngày nhận bài: 18/11/2018 Ngày phản biện: 22/11/2018 Người phản biện: TS. Dương Thị Phượng Liên Ngày duyệt đăng: 10/12//2018