Để xem full tài liệu Xin vui long liên hệ page để được hỗ trợ
: https://www.facebook.com/thuvienluanvan01
HOẶC
https://www.facebook.com/garmentspace/
https://www.facebook.com/thuvienluanvan01
https://www.facebook.com/thuvienluanvan01
tai lieu tong hop, thu vien luan van, luan van tong hop, do an chuyen nganh
The byproduct of sericulture in different industries.pptx
Nghiên cứu tách chiết hợp chất anthocyanin từ quả mồng tơi chín (basella alba l.) và khảo sát hoạt tính sinh học
1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT HỢP CHẤT ANTHOCYANIN TỪ
QUẢ MỒNG TƠI CHÍN (BASELLA ALBA L.) VÀ KHẢO SÁT
HOẠT TÍNH SINH HỌC.
Ngành: Công nghệ sinh học
Chuyên ngành: Công nghệ sinh học
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Nguyễn Thị Thu Hương
Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thanh Loan
MSSV: 1211100261 Lớp: 13DSH02
TP. Hồ Chí Minh, 7/2017
2. i
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung
thực và chƣa từng đƣợc các tác giả khác công bố trong các nghiên cứu, đồ án nào.
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành đồ án đã đƣợc cảm ơn
và các thông tin trích dẫn trong đồ án đã đƣợc ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong đồ án này.
TP. HCM, ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thanh Loan
3. ii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân,
tôi đã nhận đƣợc sự động viên và giúp đỡ rất lớn từ các cá nhân và tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hƣớng dẫn ThS. Nguyễn Thị
Thu Hƣơng, giảng viên Khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trƣờng, ngƣời
đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện và hoàn thành
đồ án tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Phòng thí nghiệm Trƣờng Đại học Công
nghệ TP. HCM đã tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất tốt cho tôi thực hiện và hoàn thành
luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các bạn trong nhóm sinh viên làm
nghiên cứu khoa học đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã động viên giúp đỡ
và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành
luận văn này.
TP. HCM, ngày tháng năm 2017
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thanh Loan
4. i
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
MỤC LỤC.........................................................................................................................i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT........................................................................................v
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................................vi
DANH MỤC SƠ ĐỒ .....................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH ..................................................................................................... viii
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU..........................................................................4
1.1. Tổng quan về cây mồng tơi ................................................................................5
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại.................................................................................5
1.1.2. Đặc điểm và sinh thái ....................................................................................6
1.1.3. Tình hình trồng trọt, tiêu thụ, kỹ thuật canh tác cây mồng tơi ở Việt Nam
………………………………………………………………………………7
1.1.3.1. Tình hình trồng trọt và tiêu thụ................................................................7
1.1.3.2. Kỹ thuật canh tác .....................................................................................8
1.1.4. Thành phần hóa học....................................................................................10
1.1.5. Tính vị và công dụng ...................................................................................11
1.2. Hợp chất Phenol, Flavonoid, Anthocyanin.....................................................12
1.2.1. Phenol...........................................................................................................12
1.2.1.1. Đại cƣơng về hợp chất phenol ................................................................12
1.2.1.2. Phân loại..................................................................................................13
1.2.1.3. Tính chất và chức năng ..........................................................................14
1.2.2. Flavonoid .....................................................................................................15
1.2.2.1. Đại cƣơng về flavonoid..........................................................................15
1.2.2.2. Phân loại.................................................................................................15
1.2.2.3. Lý tính ....................................................................................................16
1.2.2.4. Hóa tính..................................................................................................17
5. ii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.2.2.5. Hoạt tính sinh học ..................................................................................18
1.2.3. Anthocyanin.................................................................................................21
1.2.3.1. Đại cương về anthocyanin .....................................................................21
1.2.3.2. Phân loại ................................................................................................23
1.2.3.3. Lý tính.....................................................................................................24
1.2.3.4. Hóa tính..................................................................................................24
1.2.3.5. Hoạt tính sinh học..................................................................................25
1.3. Các phƣơng pháp tách chiết hợp chất thứ cấp trong thực vật .....................26
1.3.1. Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng ...........................................................................26
1.3.2. Kỹ thuật chiết lỏng – rắn.............................................................................28
1.3.2.1. Kỹ thuật chiết ngấm kiệt.........................................................................28
1.3.2.2. Kỹ thuật chiết ngâm dầm ........................................................................28
1.3.2.3. Kỹ thuật chiết bằng máy chiết Soxhlet ...................................................29
1.3.2.4. Kỹ thuật chiết bằng máy Kumagawa......................................................30
1.3.2.5. Phƣơng pháp chƣng cất...........................................................................31
1.3.2.6. Chiết bằng chất lỏng siêu tới hạn............................................................32
1.3.2.7. Kỹ thuật chiết pha rắn.............................................................................33
1.4. Tổng quan về khả năng kháng oxy hóa...........................................................34
1.4.1. Quá trình và nguyên nhân gây oxy hóa .....................................................34
1.4.2. Khả năng kháng oxy hóa của các hợp chất trong thực vật.......................35
1.5. Cơ sở khoa học của khả năng kháng khuẩn của các hợp chất trong thực vật
………………………………………………………………………………….35
1.5.1. Định nghĩa....................................................................................................35
1.5.2. Cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất trong thực vật..............................36
1.6. Các chủng vi sinh vật thí nghiệm.....................................................................38
1.6.1. Salmonella ....................................................................................................38
1.6.2. Staphylococcus aureus .................................................................................39
6. iii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.6.3. Escherichia Coli ...........................................................................................40
1.6.4. Bacillus cereus..............................................................................................42
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP...........Error! Bookmark not defined.
2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ...................................................................44
2.2. Vật liệu nghiên cứu ...........................................................................................44
2.2.1. Nguồn mẫu...................................................................................................44
2.2.2. Vi sinh vật chỉ thị.........................................................................................44
2.3. Dụng cụ và hóa chất thí nghiệm.......................................................................44
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu..................................................................................45
2.4.1. Phương pháp xác định độ ẩm của mẫu......................................................45
2.4.2. Phương pháp xác định tỉ lệ trọng lượng của mẫu.....................................46
2.4.3. Phương pháp tách chiết và thu nhận cao chiết..........................................46
2.4.4. Phương pháp định lượng polyphenol tổng số............................................46
2.4.5. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa trên mô hình DPPH....47
2.4.6. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn bằng kỹ thuật đục lỗ thạch
……………………………………………………………………………..48
2.4.7. Phương pháp xử lý số liệu...........................................................................50
2.4.8. Phương pháp so sánh, đối chiếu.................................................................50
2.5. Bố trí thí nghiệm................................................................................................50
2.5.1. Thí nghiệm 1: Xác định độ ẩm của mẫu quả mồng tơi .............................50
2.5.2. Thí nghiệm 2: Xác định tỉ lệ trọng lượng của mẫu ...................................51
2.5.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi trích ly đến hàm lượng
anthocyanin ............................................................................................................51
2.5.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi trích ly đến hàm lượng
polyphenol tổng số..................................................................................................54
2.5.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi trích ly đến khả năng
kháng oxy hóa.........................................................................................................55
7. iv
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.5.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi trích ly đến khả năng
kháng khuẩn...........................................................................................................55
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.................Error! Bookmark not defined.
3.1. Kết quả xác định độ ẩm và tỉ lệ trọng lƣợng của quả mồng tơi chín ...........58
3.2. Kết quả đánh giá ảnh hƣởng của dung môi đến hàm lƣợng anthocyanin...58
3.3. Kết quả đánh giá ảnh hƣởng của dung môi đến hàm lƣợng polyphenol tổng
số ………………………………………………………………………………….60
3.4. Kết quả đánh giá ảnh hƣởng của dung môi đến khả năng kháng oxy hóa
………………………………………………………………………………….63
3.5. Kết quả ảnh hƣởng của dung môi trích ly đến khả năng kháng khuẩn ......67
3.5.1. Hoạt tính kháng Bacillus cereus của các loại cao chiết ............................67
3.5.2. Hoạt tính kháng Salmonella của các loại cao chiết...................................67
3.5.3. Hoạt tính kháng E.coli của các loại cao chiết............................................68
3.5.4. Hoạt tính kháng Staphylococcus aureus của các loại cao chiết ...............69
CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................Error! Bookmark not defined.
4.1. Kết luận................................................................................................................71
4.2. Kiến nghị..............................................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................72
PHỤ LỤC.........................................................................................................................1
8. v
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AG : acid gallic
BVTV : bảo vệ thực vật
db : nguyên liệu
DMSO : Dimethyl Sulfoxide
DPPH : 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl
IC50 : The half maximal inhibitory concentration
NA : Nutrient Agar
NB : Nutrient Broth
OD : Optical Density
TN : thí nghiệm
9. vi
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại khoa học cây mồng tơi ....................................................................5
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây mồng tơi..........................................................10
Bảng 1.3. Những nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn (Cowan, 1990)..37
Bảng 1.4. Phân loại khoa học chủng vi khuẩn Salmonella............................................38
Bảng 1.5. Phân loại khoc học chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus.........................39
Bảng 1.6. Phân loại khoa học chủng vi khuẩn E.Coli ...................................................40
Bảng 1.7. Phân loại khoa học chủng vi khuẩn Bacillus cereus.....................................42
Bảng 3.1. Tỉ lệ trọng lƣợng phần sử dụng và độ ẩm quả mồng tơi chín .......................58
Bảng 3.2. Kết quả đƣờng chuẩn acid gallic...................................................................60
Bảng 3.3. Kết quả hàm lƣợng polyphenol tổng trong 4 loại dung môi trích ly quả mồng
tơi chín............................................................................................................................61
Bảng 3.4. Phần trăm ức chế của cao quả mồng tơi chín ở các dung môi trích ly khác
nhau ( các mẫu tự theo sau các giá trị trong cùng một cột khác nhau thì khác biệt có ý
nghĩa về mặt thống kê ở mức 1%). ................................................................................65
Bảng 3.5. Phƣơng trình đƣờng chuẩn và giá trị IC50 của nghiệm thức .........................65
Bảng 3.6. Kết quả kháng Bacillus cereus của 4 loại cao chiết......................................67
Bảng 3.7. Kết quả kháng Salmonella của 4 loại cao chiết.............................................67
Bảng 3.8. Kết quả kháng E.coli của 4 loại cao chiết .....................................................68
Bảng 3.9. Kết quả kháng Staphylococcus aureus của 4 loại cao chiết..........................69
10. vii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ thí nghiệm tổng quát ..........................................................................50
Sơ đồ 2.2. Quy trình trích ly và thu hồi cao quả mồng tơi ............................................53
Sơ đồ 2.3. Quy trình đánh giá khả năng kháng khuẩn của cao chiết quả mồng tơi chín
........................................................................................................................................56
Sơ đồ 3.1. Hiệu suất thu hồi cao chiết từ quả mồng tơi chín vối các dung môi khác
nhau................................................................................................................................59
Sơ đồ 3.2. So sánh hàm lƣợng polyphenol tổng của cao chiết quả mồng tơi chín ở các
dung môi trích ly khác nhau...........................................................................................62
Sơ đồ 3.3. Biểu đồ so sánh giá trị IC50 của vitamin C và cao chiết ở các dung môi trích
ly khác nhau. ..................................................................................................................66
Sơ đồ 3.4. Tổng quát về hoạt tính kháng khuẩn của cao quả mồng tơi chín từ các loại
dung môi khác nhau trên cả 4 chủng vi khuẩn...............................................................70
11. viii
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cây mồng tơi ...................................................................................................6
Hình 1.2. Quả mồng tơi...................................................................................................6
Hình 1.3. Anthocyanin ..................................................................................................11
Hình 1.4. Một số hợp chất phenol .................................................................................13
Hình 1.5. Một số Eucoflavonoid ...................................................................................15
Hình 1.6. Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin ..............................................21
Hình 1.7. Cấu trúc của 6 loại phổ biến trong nhóm anthocyanin..................................22
Hình 1.8. Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên. Các anthocyanin tƣơng ứng luôn
đƣợc glycosyl hóa ở nhóm hydroxy C3.......................................................................23
Hình 1.9. Sự phụ thuộc cấu trúc anthocyanin vào pH...................................................25
Hình 1.10. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng...........................................................................27
Hình 1.11. Kỹ thuật chiết ngấm kiệt .............................................................................28
Hình 1.12. Kỹ thuật chiết ngâm dầm.............................................................................29
Hình 1.13. Bộ chiết Soxhlet ..........................................................................................30
Hình 1.14. Máy chiết Kumagawa..................................................................................31
Hình 1.15. Bộ lôi cuốn hơi nƣớc ...................................................................................31
Hình 1.16. Sơ đồ hệ thống chiết siêu tới hạn ................................................................32
Hình 1.17. Cột chiết pha rắn..........................................................................................33
Hình 1.18. Cơ chế kháng khuẩn ....................................................................................36
Hình 1.19. Vi khuẩn Salmonella ...................................................................................39
Hình 1.20. Vi khuẩn Staphylococcus aureus ................................................................40
Hình 1.21. Vi khuẩn Escherichia Coli ..........................................................................41
Hình 1.22. Vi khuẩn Bacillus cereus.............................................................................42
Hình 2.1. Quả mồng tơi chín .........................................................................................44
Hình 2.2. Kỹ thuật đục lỗ thạch có bổ sung kháng sinh đối chứng...............................49
Hình 2.3. Hỗn hợp quả mồng tơi giã nhỏ và dung môi sau khi lắc...............................53
12. ix
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 3.1. Dịch chiết quả mồng tơi chín ở các dung môi trích ly khác nhau.................58
Hình 3.2. Cao chiết quả mồng tơi chín ở các dung môi trích ly khác nhau ..................59
Hình 3.3. Dung dịch đƣờng chuẩn acid gallic...............................................................60
Hình 3.4. Đƣờng chuẩn acid gallic................................................................................61
Hình 3.5. Đƣờng chuẩn vitamin C ................................................................................63
Hình 3.6. Phản ứng của DPPH và chất chuẩn vitmin C................................................63
Hình 3.7. Đƣờng chuẩn của cao chiết ethanol 30%, 50%, 70%, nƣớc cất (theo thứ tự từ
trên xuống dƣới, từ trái sang phải)…………………………………………………….64
Hình 3.8. Phản ứng của DPPH và cao chiết………………………………………......64
13. 1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Từ rất xa xƣa, ngƣời ta đã biết sử dụng các chất màu tự nhiên từ thực vật để tạo
màu cho thực phẩm. Trong công nghiệp thực phẩm, các chất nhuộm màu có nguồn gốc
tự nhiên chỉ chiếm 6% trong tổng số các chất đƣợc sử dụng để tạo màu. Ngoài việc
chiết xuất các sắc tố này trong tự nhiên, ngƣời ta có thể tổng hợp hóa học, sử dụng các
chất tạo màu nhân tạo. Tuy nhiên, nếu lạm dụng nhiều phụ gia là các chất màu tổng
hợp nhân tạo vào trong thực phẩm sẽ gây ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe con ngƣời. Vì
thế việc nghiên cứu ứng dụng chất màu tự nhiên trong chế biến thực phẩm có ý nghĩa
rất quan trọng, vừa tạo màu sắc tự nhiên, đặc trƣng của sản phẩm, vừa tăng giá trị cảm
quan và đặc biệt là an toàn cho sức khỏe ngƣời tiêu dùng.
Cây mồng tơi là loại rau xanh ngắn ngày, có thể trồng nhiều vụ trong năm, quen
thuộc với ngƣời Việt Nam trong các bữa ăn hàng ngày. Và do kỹ thuật trồng cây khá
dễ, dễ chăm bón, dễ tìm mua hạt giống hay cây giống nên nhiều gia đình có thể tự
trồng rau mồng tơi tại nhà. Tuy nhiên, chúng ta chỉ thu hoạch và sử dụng lá, phần quả
đƣợc phơi khô làm giống, để rơi rụng hoặc bị cắt bỏ. Quả mồng tơi chín có chứa hợp
chất anthocyanin có nhiều hoạt tính sinh học quý nhƣ khả năng chống oxy hóa cao nên
đƣợc sử dụng để chống lão hóa, hoặc chống oxy hóa các sản phẩm thực phẩm, chống
viêm, chống các tia phóng xạ, hạn chế sự suy giảm sức đề kháng, sự phát triển của các
tế bào ung thƣ… Dù vậy, các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính của quả
mồng tơi chín có thể ứng dụng trong thực phẩm và y học nhƣng vẫn còn rất hạn chế ở
Việt Nam.
Việc nghiên cứu sản xuất và bổ sung các hợp chất màu đƣợc tách từ thiên nhiên
vào thực phẩm, hạn chế sử dụng phụ gia tổng hợp gây hại cho con ngƣời luôn đƣợc xã
hội quan tâm. Các hợp chất màu trong rau quả đƣợc chia làm bốn nhóm chính:
Chlorophylls, Carotenoids, Flavonoids, Betalains. Mỗi màu sắc đặc trƣng cho một loại
rau quả và chứa một vài chất có hoạt tính sinh học. Tuy nhiên, màu sắc này lại không
14. 2
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
bền theo thời gian và dễ bị ảnh hƣởng bởi những tác động bên ngoài nhƣ: nhiệt độ, pH,
ánh sáng...
Từ những nguyên nhân trên, đề tài “Nghiên cứu tách chiết hợp chất
anthocyanin từ quả mồng tơi chín (Basella alba L.) và khảo sát hoạt tính sinh học”
đƣợc thực hiện, tạo tiền đề khoa học cho các nghiên cứu tạo màu thực phẩm cũng nhƣ
trong lĩnh vực y dƣợc mang lại nhiều giá trị thực tiễn.
2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
2.1. Các nghiên cứu trong nƣớc
- Luận văn tốt nghiệp “Anthocyanin – nghiên cứu tách chiết từ cây mồng tơi
Basella ruba L. Và khảo sát khả năng chống oxy hóa, nhận diện hàn the trong
thực phẩm” Ngô Trần Hữu Nghĩa (2014). Đề tài sử dụng dịch chiết từ quả mồng
tơi.
- Luận văn thạc sĩ khoa học “Nghiên cứu tách chiết caroten từ một số loại rau
xanh và ứng dụng phối màu” Nguyễn Vũ Thái Hòa (2011). Trong đó, caroten
đƣợc tách chiết trong rau mồng tơi.
2.2. Các nghiên cứu ngoài nƣớc
- Kumar, S. Sravan, P. Manoj, and P. Giridhar. "A method for red-violet pigments
extraction from fruits of Malabar spinach (Basella rubra) with enhanced
antioxidant potential under fermentation." Journal of food science and
technology 52.5 (2015): 3037-3043. Đánh giá khả năng kháng oxy hóa của quả
mồng tơi lên quá trình lên men.
- Nirmala, A., S. Saroja, and G. Gayathri Devi. "Antidiabetic Activity of Basella
rubra and its Relationship with the Antioxidant Property." (2011). Vai trò của
rau mồng tơi trong điều trị bệnh tiểu đƣờng.
3. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định độ ẩm, tỉ lệ trọng lƣợng của quả mồng tơi chín.
15. 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Khảo sát hàm lƣợng anthocyanin từ quả mồng tơi chín ở các nồng độ dung môi
khác nhau.
- Xác định hàm lƣợng polyphenol trong cao chiết quả mồng tơi chín.
- Khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa và khả năng kháng khuẩn của cao chiết quả
mồng tơi chín làm tiền đề cho việc nghiên cứu ứng dụng tạo màu trong thực
phẩm.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu về cơ sở khoa học, tổng quan tài liệu vấn đề nghiên
cứu, làm cơ sở cho các nhiệm vụ tiếp theo.
- Nhiệm vụ 2: Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm, thông qua các phƣơng pháp
xác định, khảo sát, phân tích.
- Nhiệm vụ 3: Xác định độ ẩm, tỉ lệ trọng lƣợng của quả mồng tơi chín.
- Nhiệm vụ 4: Thu nhận dịch chiết quả mồng tơi chín bằng kỹ thuật chiết ngâm
dầm trong etanol 30%, 50%, 70% và trong nƣớc cất, đánh giá hàm lƣợng
anthocyanin từ cao chiết.
- Nhiệm vụ 5: Xác định hàm lƣợng polyphenol tổng số từ cao chiết quả mồng tơi
chín.
- Nhiệm vụ 6: Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa trên mô hình DPPH.
- Nhiệm vụ 7: Đánh giá khả năng kháng khuẩn của cao chiết quả mồng tơi chín.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Phƣơng pháp nghiên cứu thu thập tài liệu: Các tài liệu về cây mồng tơi, thành
phần hóa học của lá và quả mồng tơi chín, các phƣơng pháp xác định hàm lƣợng
các hợp chất thứ cấp, mô hình đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa, phƣơng pháp
đục lỗ thạch, sinh vật thí nghiệm.
- Phƣơng pháp làm thí nghiệm: Tiến hành làm các thí nghiệm nhằm giải quyết
các nhiệm vụ nghiên cứu.
16. 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
- Phƣơng pháp xử lý số liệu bằng Excel và SAS. Các số liệu thu đƣợc sẽ đƣợc xử
lý nhằm đƣa ra kết luận cho đề tài.
6. Kết quả đạt đƣợc của đề tài
- Xác định đƣợc độ ẩm, tỉ lệ trọng lƣợng của quả mồng tơi chín.
- Thu nhận đƣợc các loại dịch chiết quả mồng tơi chín bằng kỹ thuật chiết ngâm
dầm trong etanol 30%, 50%, 70% và trong nƣớc cất.
- Đánh giá đƣợc hàm lƣợng anthocyanin từ cao chiết cao chiết.
- Định lƣợng đƣợc polyphenol tổng của các loại cao chiết.
- Tìm ra giá trị IC50, so sánh khả năng kháng oxy hóa và khả năng kháng khuẩn
một số loài vi sinh vật của các loại cao chiết.
7. Kết cấu đồ án tốt nghiệp
- Mở đầu
- Chƣơng 1: Tổng quan tài liệu, cơ sở khoa học của đề tài
- Chƣơng 2: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
- Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận
- Chƣơng 4: Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo
17. 5
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.Tổng quan về cây mồng tơi
1.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Cây mồng tơi hay mùng tơi, tầm tơi, tên tiếng anh: Red vine spinach, Creeping
spinach, Climbing spinach, Indian spinach, Asian Spinach, có tên khoa học: Basella
alba L. là một cây dây leo, thuộc họ Mồng tơi (Basellaceae).[41]
Loài này đƣợc tìm thấy
ở Châu Á nhiệt đới và Châu Phi, và đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ một loại rau ăn lá.[31]
Chi Mồng tơi (Basella) có nguồn gốc ở các nƣớc Nam Á, lan tỏa và mọc hoang
ở nhiều nƣớc Châu Á nhiệt đới và đƣợc trồng ở Châu Á, Châu Phi, Nam Mỹ và còn
phát triển đến vùng ôn đới thuộc Châu Á và Châu Âu. Phân bố phổ biến ở Châu Phi,
quần đảo Ăngti, Brazil và Châu Á (Nhật Bản, Trung Quốc, Thái Lan, Lào, Campuchia
và Việt Nam). Ở Việt Nam, cây mọc hoang và đƣợc trồng khắp nơi. Thƣờng gặp ở ven
rừng, trên đất ẩm, trong các đất trồng trọt từ vùng thấp tới vùng cao. Tại Châu Phi nhiệt
đới, nó phổ biến nhất trong khu vực ấm áp, ẩm ƣớt và hiếm thấy ở các khu vực khô
hoặc lạnh lẽo của châu lục này.[41]
Bảng 1.1. Phân loại khoa học cây mồng tơi
Phân loại khoa học
Giới (regnum) Plantae
(không phân hạng) Angiospermae
(không phân hạng) Eudicots
Bộ (ordo) Caryophyllales
Họ (familia) Basellaceae
Chi (genus) Basella
Loài (species) Basella alba
Danh pháp Basella alba L.
18. 6
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Hình 1.1. Cây mồng tơi
Hình 1.2. Quả mồng tơi
1.1.2. Đặc điểm và sinh thái
Cây mồng tơi là cây thuộc loại dây leo quấn, có lá và đọt non ăn đƣợc, sống 1
năm hay 2 năm, thân dạng dây leo mập và nhớt, nhẳn bóng có màu xanh hay tím. Cây
mồng tơi mọc nhanh, dây có thể dài đến 10 m. Rễ chùm mọc sâu trong đất, thích hợp
trồng trên đất tơi xốp. Lá dày hình tim hoặc hình trứng, mọc xen, đơn, nguyên, có
cuống, màu xanh, mọng nƣớc. Cụm hoa hình bông mọc ở kẽ lá, màu trắng hay tím đỏ
19. 7
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
nhạt. Quả mọng, nhỏ, hình cầu hoặc trứng, dài khoảng 5 – 6 mm, màu xanh, khi chín
chuyển màu tím đen. Cây đƣợc trồng ở phần lớn các vùng nhiệt đới để lấy lá và ngọn
làm rau ăn và quả mọng có khi đƣợc dùng để nhuộm màu thực phẩm.[41]
Theo Read (1936), trong rau mồng tơi có vitamin A3, vitamin B3, vitamin C,
chất saponin, chất nhầy, chất sắt và canxi. Cây mồng tơi có chứa một số phenolic
phytochemicals và có tính chất chống oxy hóa. Giống nhƣ hầu hết các loại rau khác,
cây mồng tơi có nhiều vitamin A , vitamin C , sắt , và canxi, có lƣợng calo thấp nhƣng
có hàm lƣợng protein khá cao. Chất nhầy mọng nƣớc là một nguồn cung cấp giàu chất
xơ hòa tan.[31], [45]
Mồng tơi phát triển tốt dƣới ánh mặt trời đầy đủ trong điều kiện khí hậu nóng
ẩm và ở các khu vực có độ cao thấp hơn 500 mét so với mực nƣớc biển. Cây có nguồn
gốc ở các nƣớc châu Á nhiệt đới.[40]
Cây phát triển tốt nhất ở đất cát chứa nhiều chất
hữu cơ có độ pH dao động từ 5,5 đến 8,0.[31]
Ở Việt Nam, mồng tơi đƣợc gieo trồng
chủ yếu trong vụ xuân và thu hoạch suốt vụ hè thu. Gieo trồng từ đầu tháng 3 đến
tháng 5, thu hoạch từ tháng 5 đến tháng 9, nhiệt độ thích hợp 25 30°C. Tuy nhiên ở
các tỉnh phía Nam có thể trồng quanh năm.[32]
Có 3 loại giống mồng tơi phổ biến trong sản xuất nhƣ mồng tơi trắng có phiến lá
nhỏ, thân mảnh, thân và lá có màu xanh nhạt; mồng tơi tía có phiến lá nhỏ, thân và gân
lá có màu tím đỏ và mồng tơi lá to nhập từ Trung Quốc, lá dày, màu xanh đậm, phiến
lá to, thân mập, thƣờng đƣợc trồng dày để dễ cắt tỉa cành non, ít nhớt và cho năng suất
cao.[33]
1.1.3. Tình hình trồng trọt, tiêu thụ, kỹ thuật canh tác cây mồng tơi ở Việt Nam
1.1.3.1. Tình hình trồng trọt và tiêu thụ
Ở Việt Nam, cây mồng tơi chủ yếu mọc hoang và đƣơc trồng khá phổ biến.
Trong chƣơng trình phát triển sản xuất rau an toàn trên địa bàn tỉnh Bà Rịa-
Vũng Tàu, giúp ngƣời dân nâng cao hiệu quả sản xuất, đảm bảo sản phẩm an toàn phục
20. 8
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
vụ nhu cầu xã hội, rau mồng tơi đƣợc trồng phổ biến ở các vùng chuyên canh rau trên
địa bàn tỉnh, đây là loại rau dễ trồng, thời gian sinh trƣởng ngắn có thể trồng nhiều lứa
trong năm, nhu cầu tiêu dùng cao, do vậy tiêu thụ dễ dàng. Để so sánh rau mồng tơi sản
xuất theo tập quán của nông dân với sản xuất theo chuẩn VietGAP, Chi cục Trồng trọt
và Bảo vệ thực vật triển khai mô hình tại vùng chuyên canh rau ở khu phố Kim Sơn,
phƣờng Kim Dinh, thành phố Bà Rịa. Mô hình sản xuất theo VietGAP bón phân theo
quy trình: Phân hữu cơ hoai mục 20 tấn/ha kết hợp 30 kg chế phẩm Trichoderma, phân
vô cơ bón theo công thức: 55N-85P-60K/ha; Ruộng đối chứng: Phân hữu cơ hoai mục
9 tấn/ha, phân vô cơ bón theo công thức: 82N-9P-6K/ha.
Theo dõi tình hình sâu, bệnh hại ở ruộng mô hình và đối chứng đều rất thấp, sự
khác biệt thể hiện rõ nhất đó là tuyến trùng (gây bƣớu rễ) gây hại ở ruộng đối chứng
cao hơn ở giai đoạn 25 ngày sau gieo. Mặt khác, ruộng đối chứng sản xuất theo tập
quán nông dân phun 2 lần thuốc BVTV; lần 1 phun thuốc trừ sâu “Tập kỳ” giai đoạn
18 ngày sau gieo, lần 2 phun thuốc trừ bệnh “Carbenda super” giai đoạn 20 ngày sau
gieo; ngƣợc lại, ruộng mô hình không sử dụng thuốc BVTV.
Kết quả kiểm tra chất lƣợng rau (phân tích định lƣợng) ghi nhận, sản phẩm từ
mô hình và đối chứng đều đạt tiêu chuẩn VietGAP, ngoại trừ chỉ tiêu hàm lƣợng
Nitrate ở ruộng đối chứng “349 mg/kg”cao hơn so với ruộng mô hình “267 mg/kg”. Về
năng suất, mô hình đạt 23,67 tấn/ha/lứa, đối chứng đạt 22,42 tấn/ha/lứa. So sánh về chi
phí sản xuất ở mô hình thấp hơn so với đối chứng ở một số công đoạn nhƣ: công lao
động, chi phí mua thuốc BVTV…do vậy, hiệu quả sản xuất ở mô hình đạt cao hơn so
đối chứng 25% (hiệu quả sản xuất mô hình đạt 21,7 triệu đồng/ha/lứa).[44]
1.1.3.2. Kỹ thuật canh tác
Giống:
Trồng mồng tơi chủ yếu bằng hạt. Hạt mồng tơi dễ mọc nên gieo thẳng trực tiếp
trên luống. Lƣợng hạt giống gieo cho 1,000 m2
là từ 2,5 3 kg. Hạt mồng tơi trồng
bằng cách rạch hàng. Dùng cây que nhỏ chọc lỗ để bỏ hạt.
21. 9
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Gieo xong rải thuốc chống kiến, dế, mối trong đất (sử dụng Vibasu 10 H) và
phủ lên trên một lớp rơm mỏng để giúp tạo ẩm độ cho hạt nhanh nẩy mầm và không bị
mất trôi hạt. Tƣới nƣớc để giữ ẩm độ, một tuần sau là hạt nẩy mầm.
Thời vụ: Trồng quanh năm, tốt nhất là đầu mùa mƣa.
Đất trồng:
Mồng tơi là một loại cây tƣơng đối dễ trồng, thích hợp trên nhiều chân đất khác
nhau nhƣng tốt nhất vẫn là đất, nhiều mùn, giàu dinh dƣỡng, thoát nƣớc tốt.
Trƣớc khi gieo hạt nên cày bừa làm đất thật nhỏ.
Lên luống: Lên luống nổi, chiều dài luống tuỳ theo kích thƣớc vƣờn.
Chiều rộng: 1 – 1,2 m.
Chiều cao mặt luống: 15 – 20 cm.
Các luống cách nhau 0,3 – 0,4m. Có hệ thống thoát nƣớc để có thể thoát nƣớc
mỗi khi có mƣa to và kéo dài.
Bón phân (lƣợng phân tính cho 1,000 m2
):
- Bón lót:
Phân chuồng hoai 1,5 – 2 tấn.
Phân super lân 50 kg.
- Bón thúc: Sau khi gieo hạt khoảng 2 tuần, nên bón bổ sung khoảng 2 kg Urê
và 25 kg bánh dầu kết hợp với việc tỉa cây. Bón phân bằng cách trộn phân vào trong
nƣớc rồi tƣới bằng bình hoa sen trên mặt luống rau, sau khi tƣới phân phải tƣới lại một
lần bằng nƣớc lã để rửa sạch phân bám dính trên lá rau.
Chăm sóc và tƣới nƣớc:
Mồng tơi dễ sống, ít sâu bệnh hại nên việc chăm sóc chủ yếu là tƣới nƣớc và
bón phân.
Các loại bệnh hại trên mồng tơi chủ yếu là sâu hại, bệnh phổ biến là đốm lá. Áp
dụng biện pháp phòng trừ tổng hợp nhƣ luân canh với cây trồng khác, làm giàn che
22. 10
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
mƣa, trồng cây trong nhà lƣới, bón phân cân đối nhƣng phải đảm bảo cách ly 10 ngày.
Đối với bệnh đốm lá có thể sử dụng Daconil 500 SC phun trừ.
Thu hoạch:
Khi cây đạt 40 ngày sau khi gieo là có thể sử dụng đƣợc.
Sau khi thu hoạch bón thúc bằng phân đạm. Cần nhặt sạch cỏ.
Giữ giống: Khi thấy cây già thì thôi thu hái, để cho cành nhánh ra quả, tháng
10 11 hái quả phơi khô cất để giống.[37]
1.1.4. Thành phần hóa học
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của cây mồng tơi
Giá trị dinh dƣỡng trong 100g rau mồng tơi ( theo tài liệu của
Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ, USDA, 2002)
Năng lƣợng 79 kJ (19 kcal)
Carbohydrate 3,4 %
Chất béo 0,3 %
Protein 1,8 %
Vitamin A 400 g
Thiamine (B1) 0,05 mg
Riboflavin (B2) 0,155 mg
Niacin (B3) 0,5 mg
Vitamin B6 0,24 mg
Acid ascorbic 102 mg
Folate (B9) 140 g
Canxi 109 mg
Photpho 52 mg
Sắt 1,2 mg
So sánh với các loại rau ăn lá khác thì rau mồng tơi có độ ẩm cao hơn.
23. 11
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Ngoài ra trong lá rau mồng tơi còn có chứa các chất oligoglycosides, một số
triterpene loại oleanane, bao gồm basellasaponins, betavulgaroside I, spinacoside C và
momordins.
Trong quả mồng tơi có chứa 2 peptide kháng nấm và ribosome khử hoạt tính
các protein, có hoạt tính kháng virus đã đƣợc phân lập.[42]
Một số hợp chất thứ cấp có mặt trong cây mồng tơi nhƣ: flavonoid
(anthocyanins và betalains) chịu trách nhiệm cho màu của lá và quả (Khan et
al., 2011 ). Hàm lƣợng chất màu của quả thay đổi trong quá trình phát triển của cây để
thích ứng với điều kiện môi trƣờng (Biswall 1995 , Lichtenthaler 1996 ).[40]
Hình 1.3. Anthocyanin
1.1.5. Tính vị và công dụng
Theo đông y, rau mồng tơi có tính hàn, vị chua, tán nhiệt, mất máu, lợi tiểu, giải
độc, đẹp da, trị rôm sảy mụn nhọt hiệu quả… rất thích hợp trong mùa nóng.
Những tác dụng chữa bệnh của rau mồng tơi: giảm cholesterol, làm lành vết
thƣơng, tốt cho xƣơng khớp, chữa yếu sinh lý, trị mụn nhọt, say nắng, đẹp da, trị tiểu
khó, chữa bỏng, lợi sữa, trĩ, thanh nhiệt, giải độc, chữa táo bón…
Trong mồng tơi chứa chất nhầy pectin rất quý để phòng chữa nhiều bệnh, làm
cho rau mồng tơi có tác dụng nhuận tràng, thải chất béo chống béo phì, thích hợp cho
24. 12
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
ngƣời có mỡ và đƣờng cao trong máu. Tác dụng trừ thấp nhiệt, làm cho ngƣời lao động
ngoài trời nắng nóng duy trì đƣợc sức khỏe, phòng chống bệnh tật nhƣ mỏi mệt háo
khát, bứt rứt (Theo BS. Phó Thuần Hƣơng sức khỏe và đời sống).[43]
Rau mồng tơi chứa nhiều chất dinh dƣỡng, 1/2 chén rau mồng tơi nấu chín cung
cấp 90% lƣợng vitamin A và 20% chất sắt khuyến cáo cho chế độ ăn hằng ngày. Tuy
nhiên, rau mồng tơi có thể gây ra một số tác dụng phụ, gây khó chịu nếu ăn nhiều nhƣ:
gây hấp thu kém, sỏi thận, tạo mảng bám rang, khó chịu trong dạ dày.[46]
Ở một số nƣớc Châu Phi và Nam Á quả chín của cây mồng tơi đã đƣợc sử dụng
để nhuộm, nƣớc ép quả màu tím đỏ có thể đƣợc sử dụng nhƣ mực in, mỹ phẩm và chất
màu thực phẩm.[42]
1.2. Hợp chất Phenol, Flavonoid, Anthocyanin
1.2.1. Phenol
1.2.1.1. Đại cương về hợp chất phenol
Các hợp chất phenol là các hợp chất mà trong cấu trúc có một hoặc nhiều vòng
thơm (vòng benzen) mang một hoặc nhiều nhóm chức hydroxyl –OH. Trong thiên
nhiên các hợp chất phenol là flavonoid, xanthan, coumarin, quinon, các phenol đơn
vòng, các polyphenol (lignin, tannin…).
Các hợp chất phenol là một nhóm chính trong số các hợp chất có nguồn gốc thứ
cấp, chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống thực vật với số lƣợng lớn và rất phong
phú về cấu tạo. Chúng tham gia vào nhiều quá trình sinh lý và sinh hoá quan trọng, vào
các quá trình trao đổi chất dƣới nhiều hình thức khác nhau nhƣ quá trình hô hấp tế bào
(vận chuyển H+ trong quá trình photphoryl hoá, oxy hoá ...), quá trình quang hợp, điều
hòa sinh trƣởng phát triển của thực vật… [4], [10]
Thực vật có khả năng tổng hợp hàng
ngàn hợp chất monophenol, diphenol...và polyphenol, tùy theo có một, hai hay nhiều
nhóm hydroxyl đính trực tiếp vào nhân benzen (Ngô Xuân Mạnh, 2006). [10]
25. 13
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2.1.2. Phân loại
Dựa vào số lƣợng nhóm hydroxyl mà ngƣời ta chia thành 2 nhóm: phenol đơn
giản và phenol phức tạp (polyphenol).
Nhóm phenol đơn giản: gồm các chất đƣợc cấu tạo từ 1 vòng benzen và 1 hay
nhiều nhóm OH, đƣợc phân thành các: monophenol; diphenol (pyrocatechin,
rezoxyn...); triphenol (pyrogalon, oxy hydroquinon...).
Nhóm hợp chất phenol phức tạp (polyphenol): trong thành phần cấu tạo, ngoài
vòng benzen còn có dị vòng mạch nhánh, đƣợc phân thành các nhóm: monomer và
polymer.
- Monome hay polyphenol đơn giản
• Nhóm C6 – C1 (acid phenol cacbonic, acid gallic, protocachein,..): trong cấu
trúc phân tử có thêm nhóm cacbonyl, thƣờng gặp ở hạt nảy mầm.
• Nhóm C6 – C3 (acid cumaric, acid cafeic,..): có gốc cacbonyl đƣợc nối với
nhân benzen qua hai nguyên tử cacbon, thƣờng gặp ở thực vật bậc cao.
• Nhóm C6 – C3 – C6: gọi là các flavonoid và đƣợc chia thành các nhóm phụ
nhƣ flavon (quecetin, kampherol,..), flavonol (sắc tố vàng) (epicatechin,
epigallocatechin,..), anthocyanidin (sắc tố xanh, đỏ và tím) (anthocyanin),
catechin (không màu)…
• Nhóm hợp chất polyphenol polymer: đƣợc chia thành các nhóm phụ nhƣ
Tanin, Lignin, Acid Humic… [4]
Hình 1.4. Một số hợp chất phenol
26. 14
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2.1.3. Tính chất và chức năng
Các polyphenol có chứa gốc pyrocatechic hoặc pyrogalic nên chúng có thể tham
gia phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng cộng và ngƣng tụ:
- Phản ứng oxy hóa – khử: dƣới tác dụng của enzym polyphenol oxydase, các
polyphenol bị oxy hóa tạo thành quinon.
- Phản ứng cộng: khi có mặt các acid amin thì các quinon này sẽ tiến hành phản
ứng cộng với acid amin để tạo thành các octoquinon tƣơng ứng.
- Phản ứng ngƣng tụ: các octoquinon này dễ dàng ngƣng tụ với nhau để tạo
thành các sản phẩm có màu gọi chung là flobafen.[9]
Đối với thực vật, các hợp chất polyphenol đảm nhận các chức năng sau (Ngô
Xuân Mạnh, 2006):
- Polyphenol tạo màu sắc (màu đỏ dâu tây, táo, màu tím của sim, khoai tây…)
- Tham gia vào các phản ứng oxi hóa khử.
- Điều hòa sinh trƣởng thực vật:
+ Kìm hãm sự nảy mầm của hạt.
+ p-cumaric acid kích thích sự sinh trƣởng của cây.
- Quyến rũ côn trùng, chim trong việc thụ phấn và phát tán hạt.
- Chống lại sự xâm nhập của vi sinh vật, nấm bệnh phá hoại cây. Ví dụ salisilic
acid do cây sồi tiết ra có tác dụng diệt khuẩn.
Đối với cơ thể con ngƣời (Massimo D’Archivio, 2007):
Polyphenol đƣợc chú ý đến bởi khả năng chống oxy hóa của chúng. Chúng có
khả năng chuyển electeron trong chuỗi hô hấp bình thƣờng định cƣ trong cơ thể. Chúng
có đƣợc khả năng đó là do chúng có khả năng tạo phức bền với các kim loại nặng, do
đó làm mất hoạt tính xúc tác của chúng, đồng thời chúng có khả năng dập tắt các quá
trình tạo ra các gốc tự do.
- Ngoài ra, polyphenol còn có khả năng ức chế sự phát triển của vi nấm.
27. 15
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
- Hiện nay nhiều tài liệu nghiên cứu polyphenol có khả năng chống và ức chế
các tế bào ung thƣ và sự hấp thụ tia tử ngoại.[9]
1.2.2. Flavonoid
1.2.2.1. Đại cương về flavonoid
Flavonoid là những hợp chất thứ cấp thực vật, tạo nên màu cho rất nhiều rau,
quả, hoa…Phần lớn các flavonoid có màu vàng (do từ flavus là màu vàng); tuy vậy,
một số các sắc tố có màu xanh, tím, đỏ, không màu cũng đƣợc xếp vào nhóm này vì về
mặt hóa học, chúng có cùng khung sƣờn căn bản.
Flavonoid có cấu trúc cơ bản là 1,3 – diphenylpropan, nghĩa là 2 vòng benzen A
và B nối nhau qua một dây có 3 carbon, nên thƣờng đƣợc gọi là C6 – C3 – C6. Thƣờng
các flavonoid có mang một hoặc nhiều nhóm OH ở vị trí 5 và 7 trên nhân A và ở vị trí
3, 4, 5 trên nhân B. Các flavonoid có thể hiện diện ở dạng tự do hoặc dạng glycoside.
Các đƣờng thƣờng gặp nhất là đƣờng D glucose, kế đó là D galactose, L
rhamnose, L arabinose, D xylose, D apiose và acid uronic. [4]
1.2.2.2. Phân loại
Flavonoid có cấu trúc mạch C6 C3 C6, đều có 2 vòng thơm. Tùy thuộc vào
cấu tạo phần mạch C3 trong bộ khung C6 C3 C6, flavonoid đƣợc phân thành các
nhóm sau [27]
: flavon, flavonol, flavanol, flavanon, chalcon, anthocyanin,
anthocyanidin.
Hình 1.5. Một số Eucoflavonoid
28. 16
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Flavon rất phổ biến trong thực vật: Thông, Hoàng cầm (rễ), Mè (lá), Anh thảo,
cây la apirenin và luteolin.
Chalcon có chủ yếu ở trong một số cây họ Cúc Asteraceae tập trung nhiều
nhất ở vỏ cây, gỗ lõi (Keo, Bạch đàn, Dẻ, Đậu tƣơng, Trinh nữ hoàng cung, Dƣơng
xỉ…). Không tìm thấy ở động vật.
Isoflavonoid: Isoflavon, isoflavanon, rotenoid.
Neoflavonoid: neoflavon và calophylloid
1.2.2.3. Lý tính
Trong tự nhiên các hợp chất này thƣờng tồn tại dƣới dạng glycoside, dễ tan
trong nƣớc và dung môi phân cực, dễ bị thủy phân trong môi trƣờng axit, kiềm nhẹ
hoặc bởi enzyme β – glucosidase, emulsin.
Có mùi thơm và vị đắng chát đặc trƣng. Do các nối đôi liên hợp mà các
flavonoid thƣờng có màu, đặc biệt là màu vàng. Nếu các nối đôi bị phá vỡ thì hợp chất
sẽ mất màu.
29. 17
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Có khả năng hấp thụ tia tử ngoại do có hệ thống nối đôi liên hợp. Thƣờng thu
đƣợc 2 dải hấp thụ cực đại, dải 1 có λ max = 240 – 280 nm, dải hấp thụ 2 thƣờng cố
định dài hơn dải 1 và giữ 2 dải thƣờng có 1 vai phụ, đặc biệt là đối với flavon và
flavonol. Tùy theo pH của môi trƣờng và điều kiện tạo muối và phức với các kim loại
(K, Na, Fe hoặc Al) mà các bƣớc sóng hấp thụ có thể chuyển dịch.[33]
1.2.2.4. Hóa tính
Flavonoid đa dạng về cấu trúc hóa học vì vậy khả năng phản ứng hóa học của
chúng rất lớn.
- Phản ứng oxy hóa: các flavonoid rất dễ bị oxy hóa. Quá trình này có kèm
theo sự mở vòng pyron và đó cũng là nguyên nhân gây ra tác dụng của
flavonoid đối với các enzyme oxy hóa khử (oxydoreductase). Nhiều phản
ứng oxy hóa khác nhƣ với AgNO3, KMnO4…vẫn đƣợc dùng để định tính và
định lƣợng flavonoid.
- Phản ứng với kiềm: do các nhóm OH có nhóm axit nên dễ phản ứng với các
hydroxit kiềm tạo muối tạo muối tan trong nƣớc, khi có nhóm C=O
(cacbonyl) trong phân tử thì tính axit lại càng tăng thêm và flavonoid có thể
tan trong dung dịch NaHCO3.
- Phản ứng este hóa: trong thiên nhiên ít gặp các este của phenol, nhƣng trong
thí nghiệm in vitro, các nhóm OH của phenol thƣờng dễ cho este, thƣờng
gặp là este metylic.
- Phản ứng tạo phức với kim loại: Nhóm OH thƣờng tạo phức với AlCl3,
NaOH, KOH,…cho màu vàng đặc trƣng và nhóm chức này cũng là nguyên
nhân làm cho các flavonoid tự nhiên có ái lực mạnh với các ion kim loại
nặng có hóa trị 2 nhƣ Fe, Cu, Zn,…và có thể tạo phức chất bền vững với các
nguyên tố thuộc chu kỳ 4. Những kim loại này thƣờng có trong các tế bào
sinh vật dƣới dạng các nguyên tố vi lƣợng cần thiết cho sự sinh tồn của tế
bào. Mặt khác, các flavonoid có thể ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do có
30. 18
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
hại bằng cách kết hợp với những ion kim loại nặng (Fe, Mn) vốn là những tác
nhân xúc tác nhiều quá trình sinh hóa làm xuất hiện các gốc tự do.
- Tạo liên kết hydro: các nhóm OH tự do rất dễ nối với nhau bởi các liên kết
hydro nội phân tử hoặc giữa các phân tử. Hiện tƣợng này ảnh hƣởng nhiều
đến những tính chất hóa lý học nhƣ độ sôi, độ nóng chảy, tính hòa tan,…Khả
năng phản ứng cũng có thể giảm đi đáng kể.[31]
1.2.2.5. Hoạt tính sinh học
Flavonoid là một nhóm các hợp chất đƣợc gọi là "những ngƣời thợ sửa chữa
sinh hóa của thiên nhiên" nhờ vào khả năng sửa chữa các phản ứng cơ thể chống lại các
hợp chất khác trong các dị ứng nguyên, virus và các chất sinh ung thƣ.
Các chất flavonoid là những chất oxy hóa chậm hay ngăn chặn quá trình oxy
hóa do các gốc tự do, có thể là nguyên nhân làm cho tế bào hoạt động khác thƣờng.
Các gốc tự do sinh ra trong quá trình trao đổi chất thƣờng là các gốc tự do nhƣ OH,
ROO (là các yếu tố gây biến dị, huỷ hoại tế bào, ung thƣ, tăng nhanh sự lão hoá…).
Một trong những nhóm flavonoids thực vật hữu ích nhất là proanthocyanidins
(còn đƣợc gọi là procyanidins). Nhóm này mang lại rất nhiều ích lợi cho sức khỏe. Mỗi
proanthocyanidins liên kết với các loại proanthocyanidins khác.
Một hỗn hợp gồm các proanthocyanidins liên kết với nhau dạng dime,
trime…polime đƣợc gọi chung là procyanidolic oligomer, gọi tắt là PCO.
Năm 1986, Jacques Masquelier là ngƣời khám phá ra các đặc tính chống oxy
hóa và thu dọn gốc tự do của PCO. Nhiều phƣơng pháp hiện đại và phức tạp đã chứng
minh hoạt động bảo vệ mạch máu của PCO và tạo cơ sở vững chắc cho việc sử dụng
PCO trong điều trị các bệnh lý mạch máu. Các phƣơng pháp này cho thấy PCO có khả
năng:
- Bắt giữ gốc tự do hydroxyl.
- Bắt giữ lipide peroxide.
- Làm chậm trễ đáng kể sự khởi đầu của quá trình peroxide hóa lipide.
31. 19
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
- Kìm giữ các phân tử sắt tự do, giúp ngăn chặn sự peroxide hóa lipide do sắt.
- Ức chế sự sản sinh ra gốc tự do bằng cách ức chế không cạnh tranh men
xanthin oxidase.
- Ức chế sự tổn thƣơng do các enzyme (hyaluronidase, elastase, collagenase...)
có thể làm thoái hóa cấu trúc mô liên kết.
Các flavonoid còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại nên có tác dụng
nhƣ những chất xúc tác ngăn cản các phản ứng oxy hoá. Do đó, các chất flavonoid có
tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến mạch máu não, lão hoá,
thoái hoá gan, tổn thƣơng do bức xạ.
Năm 1936, Szent Gyorgy, dƣợc sĩ ngƣời Hungari tách từ ớt và quả chanh một
chất cùng với vitamin C có tác dụng chữa đƣợc chứng chảy máu mao mạch, củng cố
thành mạch, ông gọi là vitamin C2 hoặc vitamin P (P là chữ đầu của từ tiếng Pháp
perméabilité có nghĩa là tính thấm). Về sau ngƣời ta thấy trong giới thực vật có nhiều
hợp chất thứ cấp có đặc tính tƣơng tự vitamin P và đặt cho chúng một tên chung là
Flavonoid.
Lavollay, Neumann Porrot (1941, 1942) đã chứng minh catechin có tác dụng
mạnh hơn vitamin C trong việc giữ bền thành mạch.
Thực nghiệm cho thấy các Flavonoid có các nhóm OH ở vị trí 3,4 có tác dụng
tốt đối với sự nâng cao tính bền vững của thành mạch. Rutin là chất tiêu biểu về tác
dụng này.
Hyaluronidase là enzym làm tăng tính thấm của mao mạch, khi thừa enzyme
này sẽ xảy ra hiện tƣợng xuất huyết dƣới da. Flavonoid ức chế sự hoạt động của
hyaluronidase.
Trên hệ tim mạch, nhiều flavonoid nhƣ quercetin, rutin, myciretin, hỗn hợp các
catechin của trà có tác dụng làm tăng biên độ co bóp tim, tăng thể tích phút của tim....
Các flavonoid có tác dụng củng cố, nâng cao sức chống đỡ và hạ thấp tính thẩm thấu
các hồng huyết cầu qua thành mạch thông qua tác dụng lên các cấu trúc màng tế bào
32. 20
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
của nó. Hay nói cách khác, vitamin P và flavonoid nói chung duy trì độ mềm dẻo của
thành mạch, ứng dụng vào điều trị các rối loạn chức năng tĩnh mạch, giãn hay suy yếu
tĩnh mạch.
Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thƣơng tổn gan, bảo vệ chức
năng gan.
Nhiều flavonoid thuộc nhóm flavon, favanon, flavanol có tác dụng lợi tiểu rõ
rệt, nhƣ là các flavonoid có trong lá Diếp cá, trong cây Râu mèo…
Các dẫn xuất của kaempferol, quercetin, isorhammetin có tác dụng tăng tuần
hoàn máu trong động mạch, tĩnh mạch và mao mạch, dùng cho những ngƣời có biểu
hiện lão suy, rối loạn trí nhớ, khả năng làm việc đầu óc sút kém, mất tập trung, hay cáu
gắt…
Quercetin là một flavonoid làm xƣơng sống cho nhiều loại flavonoid khác, gồm
rutin, quercitrin, hesperidin – các flavonoid của cam quít. Những dẫn xuất này khác với
quercetin ở chỗ chúng có các phân tử đƣờng gắn chặt vào bộ khung quercetin.
Quercetin là một flavonoid bền vững và hoạt động nhất trong các nghiên cứu, và nhiều
chế phẩm từ thảo dƣợc có tác dụng tốt là nhờ vào thành phần quercetin với hàm lƣợng
cao.
- Quercetin có khả năng chống oxy hóa và tiết kiệm lƣợng vitamin C sử dụng,
giúp tích lũy vitamin C trong các mô tổ chức.
- Quercetin có khả năng chống viêm do ức chế trực tiếp hàng loạt phản ứng
khởi phát hiện tƣợng này: ức chế sự sản xuất và phóng thích histamin và các
chất trung gian khác trong quá trình viêm và dị ứng.
- Quercetin ức chế men aldose reductase rất mạnh, men này có nhiệm vụ
chuyển glucose máu thành sorbitol một hợp chất liên quan chặt chẽ với sự
tiến triển các biến chứng của đái tháo đƣờng (đục thủy tinh thể do đái tháo
đƣờng, thƣơng tổn thần kinh, bệnh võng mạc,..).[34]
33. 21
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2.3. Anthocyanin
1.2.3.1. Đại cương về anthocyanin
Các anthocyanin hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nƣớc lớn nhất
trong thế giới thực vật. Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó
anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos – nghĩa là hoa và Kysanesos – nghĩa là màu
xanh.[15]
Tuy nhiên, không chỉ có màu xanh, anthocyanin còn mang đến cho thực vật
nhiều màu sắc rƣc rỡ khác nhƣ hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian.[6]
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong nƣớc và
chứa trong các không bào. Về bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất glycoside
của các dẫn xuất polyhydroxy và polymethoxy của 2phenylbenzopyrylium hoặc
muối flavylium. Anthocyanin là những glycosid do gốc đƣờng glucose, galactose.. kết
hợp với gốc aglucon có màu (anthocyanidin). Aglucon của chúng có cấu trúc cơ bản.
Các gốc đƣờng có thể đƣợc gắn vào vị trí 3,5,7; thƣờng đƣợc gắn vào vị trí 3 và 5 còn
vị trí 7 rất ít. Phân tử anthocyanin gắn đƣờng vào vị trí 3 gọi là monoglycozit, ở vị trí 3
và 5 gọi là diglycozit. Các anthocyanin khi mất hết nhóm đƣờng đƣợc gọi là
anthocyanidin hay aglucon.
R1
OH
OH O+
3
R2
OH
OH
A 3
5
7
B
Hình 1.6. Cấu trúc cơ bản của aglucon của anthocyanin
Cho đến nay, ngƣời ta đã xác định đƣợc hơn 500 anthocyanin, 30
anthocyanidin, 18 loại aglucon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là
34. 22
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
pelargonidin, cyanidin, delphinidin, peonidin, petunidin và maldivin.[9]
Mỗi
anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đƣờng và các acid khác tại
các vị trí khác nhau. Vì thế lƣợng anthocyanin lớn hơn anthocyanidin từ 15 20 lần.
Anthocyanin tập trung ở những cây hạt kín và những loài ra hoa, phần lớn nằm
ở hoa và quả, ngoài ra cũng có ở lá và rễ. Trong những loại thƣc vật này, anthocyanin
đƣợc tìm thấy chủ yếu ở các lớp tế bào nằm bên ngoài nhƣ biểu bì.
Các hợp chất anthocyanin xuất hiện rộng rãi trong khoảng ít nhất 27 họ, 73 loài
và trong vô số giống thực vật sử dụng làm thực phẩm (Bridle và Timberlake, 1996).[19]
Các họ thực vật nhƣ vitaceae (nho) và rosaceae (cherry, dâu tây, mâm xôi, táo,…) là
các nguồn anthocyanin chủ yếu. Bên cạnh đó còn có các họ thực vật khác nhƣ
solanceae ( cà tím), saxifragaceae (quả lý đỏ và đen), ericaceae (quả việt quốc) và
brassicaceae (bắp cải tím). Các loại anthocyanin phổ biến nhất là các glucoside của
cyanidin, kế đến là pelargonidin, peonidin và delphinidin, sau đó petuidin và maldivin.
Số lƣợng các 3–glucoside nhiều gấp 2,5 lần các 3,5–glucoside. Loại anthocyanin hay
gặp nhất chính là Cyaidin3glucoside.[12]
Hình 1.7. Cấu trúc của 6 loại phổ biến trong nhóm anthocyanin
35. 23
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2.3.2. Phân loại
Trong tự nhiên, Anthocyanin rất hiếm khi ở trạng thái tự do (không bị glycosyl
hóa). Nhóm hydroxy tự do ở vị trí C3 làm cho phân tử anthocyanidin trở nên không
ổn định và làm giảm khả năng hòa tan của nó so với anthocyanin tƣơng ứng. Vì vậy,
sự glycosyl hóa luôn diễn ra, đầu tiên ở vị trí nhóm 3hydroxy. Nếu có thêm một
phân tử đƣờng nữa, vị trí tiếp theo bị glycosyl hóa thƣờng gặp nhất là ở C5. Ngoài
ra, sự glycosyl hóa còn có thể gặp ở các vị trí C7, C3’, C5’.
Loại đƣờng phổ biến nhất là glucose, ngoài ra cũng có một vài loại
monosaccharide (nhƣ galactose, rammose, arabinose), các loại disaccharide (chủ yếu
là rutinose, sambubiose hay sophorose) hoặc trisaccharide tham gia vào quá trình
glycosyl hóa.
Sự methoxyl hóa các anthocyanin và các glucoside tƣơng ứng diễn ra thông
thƣờng nhất là ở vị trí C3’ và C5’, cũng có thể gặp ở vị trí C7 và C5. Tuy nhiên,
cho đến nay, ngƣời ta vẫn chƣa tìm thấy môt hợp chất nào bị glycosyl hóa hay bị
methoxyl hóa trên tất cả các vị trí C3, 5, 7 và 4’ do cần thiết phải còn ít nhất một
nhóm hydroxyl tự do ở C5, 7 hay 4’ để hình thành dạng cấu trúc quinonoidal base
(dạng cấu trúc của anthocyanin thƣờng tồn tại trong không bào thực vật có pH từ 2,5 –
7,5).
Hình 1.8. Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên. Các anthocyanin tƣơng ứng luôn
đƣợc glycosyl hóa ở nhóm hydroxy C3
36. 24
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Sự acyl hóa cũng có thể xảy ra ở vị trí C3 của phân tử đƣờng hay ester hóa ở
nhóm hydroxy C6. Các nhóm acyl hóa chính là các phenolic acid nhƣ ρcoumeric,
caffeic, ferulic hay sinapic acid và một loạt các acid nhƣ acetic, malic, malonic, axalic
và succinic.
1.2.3.3. Lý tính
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá
phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực.[2]
Anthocyanin hòa tan tốt trong H2O, C2H5OH, CH3OH, …, trong đó khả năng
tan trong CH3OH–HCl và C2H5OH–HCl là tƣơng đƣơng nhau và cao nhất.[2]
Anthocyanin có bƣớc sóng hấp thụ trong miền nhìn thấy, khả năng hấp thụ cực
đại tại bƣớc sóng 510 ÷ 540nm. Độ hấp thụ là yếu tố liên quan mật thiết đến màu sắc
của các anthocyanin chúng phụ thuộc vào pH của dung dịch, nồng độ anthocyanin:
thƣờng pH thuộc vùng acid mạnh có độ hấp thụ lớn, nồng độ anthocyanin càng lớn độ
hấp thụ càng mạnh.[2]
1.2.3.4. Hóa tính
Màu sắc anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu và nhiều
yếu tố khác,… Khi tăng số lƣợng nhóm OH trong vòng benzene thì màu càng xanh
đậm.[2]
Mức độ methyl hóa các nhóm OH ở vòng benzene càng cao thì màu càng đỏ.
Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đƣờng thì màu sắc cũng sẽ thay đổi
theo số lƣợng các gốc đƣờng đƣợc đính vào nhiều hay ít.[6]
Các Anthocyanin cũng phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trƣờng[2]
:
Khi pH > 7 các Anthocyanin có màu xanh và khi pH < 7 các Anthocyanin
có màu đỏ.
Ở pH = 1 các Anthocyanin thƣờng ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ.
Ở pH = 4~5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ Cacbinol hay bazơ
Chalcon không màu.
37. 25
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Ở pH = 7~8 lại về dạng bazơ Quinoidal Anhydro màu xanh.
Hình 1.9. Sự phụ thuộc cấu trúc anthocyanin vào pH
Màu sắc của anthocyanin còn có thể thay đổi do hấp thụ ở trên polysaccharide.
Khi đun nóng lâu dài các anthocyanin có thể phá hủy và mất màu.[2]
Tóm lại, trong môi trƣờng acid, các anthocyanin là những bazơ mạnh và có thể
tạo muối bền vững với acid. Anthocyanin cũng có khả năng cho muối với bazơ. Nhƣ
vậy chúng có tính chất amphote. Muối với acid thì có màu đỏ, còn muối với kiềm thì
có màu xanh. [2]
1.2.3.5. Hoạt tính sinh học
Trong thực vật, anthocyanin có tính kháng khuẩn, kháng nấm, có vai trò tạo điều
kiện cho sự thụ phấn, phát tán do hình thành nên màu sắc sặc sỡ trên cành hoa và quả.
Mặt khác, anthocyanin là chất có khả năng hấp thụ tia UV cho phép bảo vệ bộ gen của
thực vật trƣớc nhóm tác nhân có thể gây đột biến gen này. Sinh tổng hợp anthocyanin ở
vỏ đƣợc tăng cƣờng để đáp ứng phù hợp với môi trƣờng: hạn hán, ánh sáng mạnh,
nhiệt độ cao, thiếu nitơ và phospho, nhiễm nấm, vi khuẩn, tổn thƣơng, côn trùng, ô
nhiễm…[9]
Đối với sức khỏe của con ngƣời, theo nghiên cứu của David Heber, Đại học
Harvard (Mỹ)[17]
, các anthocyanin có thể cắt đƣợc cơn đau tim, giảm thiểu các tổn
38. 26
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
thƣơng não liên quan đột quỵ và ngăn cản sự tạo thành các cục máu đông trong lòng
mạch máu (nguyên nhân dẫn đến tắc mạch, gây tai biến mạch máu não và những cơn
nhồi máu cơ tim đột ngột), hạn chế sự suy giảm sức đề kháng.
Trong lĩnh vực thực phẩm, với khả năng chống oxy hóa cao, anthocyanin đƣợc
sử dụng để bảo quản thực phẩm, kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa cho thực
phẩm.[27]
Ngoài các tác dụng chống oxy hóa, anthocyanin còn đƣợc sử dụng nhƣ chất
màu tự nhiên tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho thực phẩm và khá an toàn. Ví dụ: Dịch
chiết anthocyanin từ các loại rau củ có màu đỏ nhƣ vỏ quả nho, dâu tây, vỏ khoai
lang… đã đƣợc dùng để làm chất màu thay thế màu tổng hợp trong sản xuất kẹo
cứng.[27]
Anthocyanin bên cạnh vai trò là màu thiên nhiên đƣợc sử dụng trong thực phẩm,
còn là hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quý nhƣ [9], [25]
: Khả năng chống oxy hóa
cao, chống lão hóa, tăng cƣờng sức đề kháng, điều hòa lƣợng đƣờng huyết của những
bệnh nhân đái tháo đƣờng, làm bền thành mạch, chống viêm, hạn chế sự phát triển của
các tế bào ung thƣ, tác dụng chống các tia phóng xạ... Các ứng dụng trên đã mở ra một
triển vọng về việc sản xuất thực phẩm, thực phẩm chức năng chữa bệnh có hiệu quả.
[16], [27]
1.3. Các phƣơng pháp tách chiết hợp chất thứ cấp trong thực vật
Định nghĩa:
Tách chiết là phƣơng pháp sử dụng dung môi để lấy các chất tan ra khỏi các mô
thực vật. Sản phẩm thu đƣợc của quá trình tách chiết là một dung dịch chứa các chất
hòa tan trong dung môi. Dung dịch này đƣợc gọi là dịch chiết.[4]
1.3.1. Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng
Nguyên tắc:
Sự chiết lỏng – lỏng là dung môi không phân cực (eter dầu hòa...) sẽ hòa tan tốt
các hợp chất không phân cực (các alcol béo, ester béo…), dung môi phân cực trung
bình (dietyl eter, chloroform…) sẽ hòa tan tốt các hợp chất có tính phân cực trung bình
39. 27
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
(các hợp chất có chứa nhóm chức eter O, aldehyde CH=O, ceton CO, ester
COO…) và dung môi phân cực mạnh (methanol…) sẽ hòa tan tốt các hợp chất có
tính phân cực mạnh (các hợp chất có chứa nhóm chức OH, COOH…).[4]
Kỹ thuật này còn đƣợc gọi là sự chiết bằng dung môi (Solvent extraction). Cao
alcol ban đầu hoặc dung dịch ban đầu đều chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ từ phân
cực đến không phân cực vì thế rất khó cô lập đƣợc riêng những hợp chất tinh khiết để
thực hiện các khảo sát tiếp theo. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng đƣợc áp dụng để phân chia
cao alcol thô ban đầu hoặc dung dịch ban đầu thành những phân đoạn có tính phân cực
khác nhau.
Việc chiết đƣợc thực hiện lần lƣợt từ dung môi hữu cơ kém phân cực đến dung
môi phân cực ví dụ nhƣ: ete dầu hỏa hoặc hexane, chloroform, ethyl acetate,
buthanol… Với mỗi loại dung môi hữu cơ, việc chiết đƣợc thực hiện nhiều lần, mỗi lần
một lƣợng nhỏ thể tích dung môi, chiết đến khi không còn chất hòa tan vào dung môi
thì đổi sang chiết với dung môi có tính phân cực cao hơn. Dung dịch của các lần chiết
đƣợc gom chung lại, làm khan nƣớc với các chất làm khan nhƣ Na2SO4, MgSO4,
CaSO4…, đuổi dung môi ta thu đƣợc cao chiết.
Hình 1.10. Kỹ thuật chiết lỏng lỏng
40. 28
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.3.2. Kỹ thuật chiết lỏng – rắn
1.3.2.1. Kỹ thuật chiết ngấm kiệt
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng khá phổ biến vì không đòi hỏi thiết bị tốn kém,
phức tạp.
Nguyên tắc:
Dung môi chảy rất chậm qua khối nguyên liệu đựng trong bình ngấm kiệt bằng
thủy tinh, hình trụ đứng, dƣới đáy là một van khóa để điều chỉnh vận tốc của dung dịch
chảy ra, một bình chứa đặt bên dƣới để hứng dung dịch chiết, phía trên cao của bình
ngấm kiệt là bình lóng chứa dung môi tinh khiết.[4]
Trong suốt quá trình không khuấy
trộn. Nguyên liệu luôn đƣợc tiếp xúc với dung môi, vận tốc dung môi chảy vào bình
chứa nguyên liệu bằng vận tốc dung môi chảy ra , tạo ra sự chênh lệch nồng độ hoạt
chất cao nên có thể chiết kiệt đƣợc hoạt chất.[36]
Ƣu điểm: dịch chiết đƣợc chiết kiệt, dung dịch chiết đậm đặc.[36]
Hình 1.11. Kỹ thuật chiết ngấm kiệt
1.3.2.2. Kỹ thuật chiết ngâm dầm
Nguyên tắc:
Rót dung môi tinh khiết vào bình cho đến xấp xấp bề mặt của lớp nguyên liệu đã
đƣợc cắt nhỏ trong thời gian nhất định để cho dung môi xuyên thấm vào cấu trúc tế bào
thực vật và hòa tan các hợp chất tự nhiên, sau đó dung dịch chiết đƣợc lọc ngang qua
41. 29
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
một tờ giấy lọc; thu hồi dung môi sẽ đƣợc cao chiết. Tiếp theo, rót dung môi mới vào
bình chứa bột cây và tiếp tục quá trình chiết thêm một lần nữa cho đến khi chiết kiệt
mẫu cây.
Có thể gia tăng hiệu quả chiết bằng cách thỉnh thoảng đảo trộn, xốc đều lớp bột
cây hoặc có thể gắn bình vào máy lắc để lắc nhẹ (chú ý nắp bình bị bung ra làm dung
dịch chiết bị trào ra ngoài).
Quy tắc chiết là chiết nhiều lần, mỗi lần một lƣợng ít dung môi.
Dung môi sau khi đƣợc thu hồi, đƣợc làm khan nƣớc bằng các chất làm khan và
đƣợc tiếp tục sử dụng để chiết lần sau.[4]
Hình 1.12. Kỹ thuật chiết ngâm dầm
1.3.2.3. Kỹ thuật chiết bằng máy chiết Soxhlet
Nguyên tắc:
Nguyên liệu đƣợc cho vào một túi vải rồi đặt vào ngăn chiết. Dung môi tinh
khiết đƣợc cho vào bình cầu và đun hồi lƣu. Dung môi bốc hơi lên đƣợc ngƣng tụ
xuống ngăn chiết và khi tràn sẽ chảy qua ống xi phông xuống bình cầu bên dƣới, mang
theo các chất hòa tan từ dƣợc liệu. Ở bình cất, chất tan đƣợc giữ lại, dung môi bốc hơi
lên ngƣng tụ xuống bình chiết và đi qua lớp nguyên liệu để hòa tan các chất tan còn lại.
Tiếp tục cho đến khi nguyên liệu đƣợc chiết kiệt.[36]
Các hợp chất đƣợc hút xuống bình cầu và nằm lại tại đó, chỉ có dung môi tinh
khiết là đƣợc bốc hơi bay lên để tiếp tục quá trình chiết. Tiếp tục đến khi chiết kiệt chất
trong bột cây (dung môi eter dầu hỏa chỉ chiết kiệt những chất kém phân cực nào có
thể tan đƣợc trong eter dầu hỏa nóng).
42. 30
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Kiểm tra sự chiết kiệt bằng cách tắt máy để nguội và mở hệ thống chỗ nút mài,
rút lấy một giọt dung môi và thử trên mặt kiếng, nếu thấy không còn vết gì trên kiếng
là đã chiết kiệt. Sau khi hoàn tất, lấy dung môi chiết ra khỏi bình cầu, đuổi dung môi,
thu đƣợc cao chiết.[4]
Ƣu điểm: quá trình chiết liên tục, ít tốn dung môi hơn các phƣơng pháp trên,
dịch chiết không cần phải lọc.
Nhƣợc điểm: các chất không bền với nhiệt độ sôi sẽ bị phá hủy, không thể
khuấy trộn.
Hình 1.13. Bộ chiết Soxhlet
1.3.2.4. Kỹ thuật chiết bằng máy Kumagawa
Sử dụng máy chiết Kumagawa với thiết bị, nguyên tắc giống nhƣ máy chiết
Soxhlet, chỉ khác ở túi đựng bột cây đƣợc đặt gần nguồn nhiệt hơn.
Có thể cải biến kỹ thuật này với dụng cụ thủy tinh đơn giản có thể dễ dàng tìm
thấy trong phòng thí nghiệm: bình cầu (ngâm bột cây trực tiếp trong bình này) và ống
ngƣng hơi. Sau một thời gian đun cần thiết, dung dịch chiết đƣợc rót ra và lọc ngang
giấy lọc. Dung môi đƣợc cho vào bình cầu và tiếp tục chiết vài lần nhƣ thế đến khi
chiết kiệt.[4]
43. 31
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Hình 1.14. Máy chiết Kumagawa
1.3.2.5. Phương pháp chưng cất
Nguyên tắc:
Khi đun sôi một hỗn hợp lỏng, chất nào có nhiệt độ thấp hơn sẽ chuyển thành
hơi sớm hơn và nhiều hơn. Khi gặp lạnh, hơi sẽ ngành tụ thành dạng lỏng chứa chủ yếu
là chất có nhiệt độ sôi thấp hơn. Quá trình đó gọi là sự chƣng cất.
Hình 1.15. Bộ lôi cuốn hơi nƣớc
Sự lôi cuốn hơi nƣớc thƣờng đƣợc thực hiện trên cây tƣơi mới thu hái về. Mẫu
cây đƣợc cắt nhuyễn, đƣợc đặt vào bình cầu, cho nƣớc cất vào bình sao cho phần thể
tích mẫu cây và nƣớc chỉ chiếm tối đa 2/3 thể tích bình cầu. Lấp hệ thống và cắm bếp
điện đun nóng.
44. 32
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Nƣớc trong bình cầu khi bị đun nóng sẽ bốc thành hơi bay lên, hơi nƣớc bay lên
mang theo tinh dầu, hơi này bị ống ngƣng hơi làm lạnh, ngƣng tụ trở lại thể lỏng, rớt
xuống ống gạn. Trong ống gạn, dung dịch tách thành 2 lớp gồm lớp nƣớc và lớp tinh
dầu.[4]
1.3.2.6. Chiết bằng chất lỏng siêu tới hạn
Nguyên tắc:
Đối với một chất thông thƣờng, dƣới mỗi điều kiện nhất định chúng sẽ tồn tại ở
một trạng thái nào đó trong 3 trạng thái rắn, lỏng hoặc khí. Nếu nén chất khí tới một áp
suất đủ cao, chất khí sẽ hóa lỏng. Tuy nhiên, có một giá trị áp suất mà ở đó, nếu nâng
dần nhiệt độ lên thì chất lỏng cũng không thể trở về trạng thái khí, mà rơi vào một
vùng trạng thái đặc biệt gọi là trạng thái siêu tới hạn (supercritical). Vật chất ở trạng
thái này mang nhiều đặc tính của cả chất khí và chất lỏng, nghĩa là dung môi đó mang
tính trung gian giữa khí và lỏng.
Hình 1.16. Sơ đồ hệ thống chiết siêu tới hạn
Vì vậy khi CO2 đƣợc đƣa lên nhiệt độ, áp suất cao hơn nhiệt độ tới hạn (31 ),
áp suất tới hạn (73,8 bar), CO2 sẽ chuyển sang trạng thái siêu tới hạn.
Tại trạng thái này, CO2 có khả năng hòa tan rất tốt các đối tƣợng cần tách ra
khỏi mẫu ở cả 3 dạng rắn, lỏng, khí. Sau quá trình chiết, để thu hồi sản phẩm chỉ cần
giảm áp suất thấp hơn áp suất tới hạn thì CO2 chuyển sang dạng khí ra ngoài còn sản
phẩm đƣợc tháo ra ở bình hứng.
45. 33
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Trích ly bằng phƣơng pháp CO2 siêu tới hạn cho các sản phẩm tự nhiên có hoạt
tính sinh học cao. Kỹ thuật này sử dụng CO2 ở áp suất cao và nhiệt độ vừa phải để trích
ly nên các hợp chất có hoạt tính sinh học cao sẽ không bị phân hủy. Sự thay đổi áp suất
và nhiệt độ sẽ làm thay đổi tính chọn lọc các chất hòa tan, nhờ đó có thể phân đoạn sản
phẩm ly trích ở các nồng độ cao thấp khác nhau. CO2 sau khi trích sẽ hoàn toàn tách ra
ở dạng khí sau khi giảm áp nên sản phẩm có thể đƣợc coi là 100% sạch không dung
môi độc hại, đem lại giá trị sử dụng và giá trị thƣơng mại cao cho sản phẩm trích ly.[38]
1.3.2.7. Kỹ thuật chiết pha rắn
Nguyên tắc:
Chiết pha rắn (hay chiết rắn – lỏng) là quá trình phân bố các chất tan giữa hai
pha lỏng và rắn. Trong đó, chất tan ban đầu ở trong pha lỏng (nƣớc hoặc dung môi hữu
cơ), chất để hấp thụ chất tan ở dạng rắn (dạng hạt, nhỏ và xốp) gọi là pha rắn.
Pha rắn (còn đƣợc gọi là pha tĩnh) thƣờng là các hạt silica gel xốp trung tính, hạt
oxit nhôm, silica gel trung tính đã đƣợc ankyl hoá nhóm –OH bằng các gốc
hydrocarbon mạch thẳng C2, C4, C8, C18,… hay nhân phenyl, các polyme hữu
cơ, các loại nhựa hoặc than hoạt tính… Các hạt này đƣợc nhồi vào cột chiết nhỏ
(thƣờng là cột có kích thƣớc 5 x 1 cm) hoặc nén ở dạng đĩa dày 1 – 2 mm với đƣờng
kính 3 – 4 cm (đĩa chiết).
Hình 1.17. Cột chiết pha rắn
46. 34
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Pha lỏng là pha chứa chất cần phân tích, chúng có thể là dung môi hữu cơ, dung
dịch đệm… Khi cho pha lỏng đi qua cột chiết (hoặc đĩa chiết), pha rắn tƣơng tác với
chất phân tích và giữ một nhóm (hoặc một số nhóm) của chất phân tích lại trên pha rắn,
các chất còn lại đi ra khỏi cột cùng với dung môi hòa tan mẫu.
Quá trình rửa giải (giải hấp) chất phân tích đƣợc thực hiện bằng một dung môi thích
hợp.[45]
1.4. Tổng quan về khả năng kháng oxy hóa
1.4.1. Quá trình và nguyên nhân gây oxy hóa
Một gốc tự do có thể đƣợc định nghĩa là một nguyên tử không trọn vẹn, có chứa
một điện tử vòng ngoài chƣa ghép đôi (số điện tử là số lẻ) nên không bền vững, phải
kết hợp với một nguyên tử khác để có số điện tử chẵn và trở nên bền vững. Sự hiện
diện của một electron không kết đôi dẫn đến các tính chất thông thƣờng nhất đƣợc chia
sẻ bởi hầu hết các gốc tự do (tạo ra một nguyên tử không trọng vẹn khác, tiếp tục kết
hợp với một nguyên tử khác rồi trở thành nguyên tử không trọn vẹn, ...). Nhiều gốc tự
do không ổn định kéo theo một điện tử của phân tử khác về phía nó và có phản ứng hóa
học rất cao. Chúng có thể cho hoặc nhận một điện tử từ phân tử khác, do đó tạo ra
những phân tử bị oxy hóa.[10], [20]
Các phân tử bị oxy hóa sẽ mất đi chức năng vốn có
của nó, là tác nhân oxy hóa cho các phân tử cạnh nó, tấn công các đại phân tử quan
trọng dẫn đến tổn thƣơng tế bào và phá vỡ cân bằng nội môi. Quá trình oxy hóa sẽ tạo
ra các thay đổi bất lợi tích tụ dần dần trong cơ thể, biểu hiện dƣới dạng các chứng bệnh
cụ thể ở từng độ tuổi nhất định. Ung thƣ và xơ vữa động mạch là hai nguyên nhân
chính gây tử vong do các gốc tự do, đƣợc tạo ra bên trong cơ thể trong quá trình trao
đổi chất hoặc đƣợc đƣa vào từ bên ngoài do ô nhiễm môi trƣờng, khói thuốc lá, tia bức
xạ, virus, vi khuẩn,....[11]
Các gốc tự do có hoạt tính mạnh nhƣ hydroxyl (OH), ion sắt
(Fe2+
O), Cu(OH)2, có hoạt tính trung bình và yếu bao gồm peroxyl (ROO), hydrogen
H2O2, singlet oxy (O1), nitric oxide (NO),..[7]
47. 35
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Các gốc tự do tạo ra do quá trình sinh dƣỡng sẽ đƣợc kiểm soát bởi các chất
chống oxy hóa – một phân tử ổn định cho đi một điện tử cho gốc tự do và làm chậm
hoặc ngăn cản gây hại tế bào.[17]
Các hợp chất chống oxy hóa tạo nhƣ glutathione,
ubiquinol, vitamin E (αtocopherol), vitamin C (ascorbic acid), βcarotene, enzyme
superoxide dismutase, ngoài ra cơ thể còn có các tế bào có khả năng chồng lại các yếu
tố oxy hóa ngoại lai nhƣ neutrophill, monocyte, Bcell...[21]
1.4.2. Khả năng kháng oxy hóa của các hợp chất trong thực vật
Chất chống oxy hóa đƣợc sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và y dƣợc. Nhiều
hợp chất chống oxy hóa tự nhiên trong thực vật có tiềm năng đã đƣợc nghiên cứu nhƣ
cà chua, rau bina, các loại quả mộng, cam, quýt, olive, trà,... vì chúng có chứa các hợp
chất phenolic.
[7], [24]
Các hydrogen phenolic (AH) thể hiện khả năng kháng oxy hóa mạnh. Chúng tác
động trực tiếp lên các gốc tự do đƣợc sinh ra trong cơ thể, đƣa các gốc tự do về trạng
thái bền, làm cho quá trình oxy hóa bị loại bỏ thông qua các phản ứng sau:
RO2* + AH ROOH + A* (1)
RO* + AH ROH + A* (2)
RO2* + A* ROOA (3)
RO* + A* ROA (4)
Các chất A* tạo ra trong các phản ứng (1) (2) khác với các gốc RO2*, RO* vì
chúng không có khả năng lấy các ion H+ từ các acid béo không no hay các hợp chất
trong cơ thể nên không tạo ra các gốc tự do mới để tiếp tục khởi động quá trình oxy
hóa. Các sản phẩm tạo ra trong phản ứng (3) (4) là những sản phẩm khá bền và kết quả
là chuỗi phản ứng của các gốc tự do sẽ kết thúc sớm hơn.[7]
1.5. Cơ sở khoa học của khả năng kháng khuẩn của các hợp chất trong thực vật
1.5.1. Định nghĩa
48. 36
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Các hợp chất kháng khuẩn có nguồn gốc thực vật (kháng khuẩn thực vật) là tên
gọi chung chỉ các hợp chất hữu cơ có trong thực vật có khả năng tiêu diệt hay kìm hãm,
ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Các chất kháng khuẩn thường có tác dụng đặc hiệu
lên các loài vi sinh vật khác nhau ở một nồng độ thường rất nhỏ.[11]
1.5.2. Cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất trong thực vật
Hợp chất kháng khuẩn có nguồn gốc thực vật (kháng khuẩn thực vật) là tên gọi
chung chỉ các hợp chất hữu cơ có trong thực vật có khả năng tiêu diệt hay kìm hãm, ức
chế sự phát triển của vi sinh vật. Các chất kháng khuẩn thƣờng có tác dụng đặc hiệu lên
các loài vi sinh vật khác nhau ở một nồng độ thƣờng rất nhỏ.
Hình 1.18. Cơ chế kháng khuẩn
Cao chiết từ các loại thực vật có thể biểu hiện hoạt tính kháng lại các chủng vi
khuẩn ở các mức độ khác nhau nhờ sự can thiệp vào các lớp đôi phospholipid của
màng tế bào gây hậu quả làm gia tăng độ thấm, tổn hại các thành phần tế bào, phá hủy
các enzyme tham gia vào việc hình thành năng lƣợng tế bào, tổng hợp các thành phần
cấu trúc, và đồng thời phá hủy hoặc làm bất hoạt các vật liệu di truyền. Nói chung, cơ
chế tác động của hợp chất kháng khuẩn tự nhiên có liên quan đến sự rối loạn, phá vỡ
màng tế bào chất, làm gián đoạn mất ổn định lực chuyển động của proton (PMF), dòng
điện tử, sự vận chuyển tích cực, và đông tụ các thành phần của tế bào (Kotzekidou và
ctv, 2008) cụ thể ở bảng 1.3.
49. 37
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Bảng 1.3. Những nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn (Cowan, 1990)
Nhóm Phân
nhóm
Ví dụ Cơ chế
Phenolic
Phenol
đơn
Catechol Phá vỡ màng sinh chất
Epicatechin Phá vỡ vách tế bào
Phenolic
acid
Cinnamic acid
Quinone Hypericin
Liên kết bám dính, tạo phức hợp
với thành tế bào, làm bất hoạt
enzyme
Flavonoid Chrysin Liên kết bám dính
Flavone
Tạo phức hợp với thành tế bào
Abyssinone
Khử hoạt tính enzyme
Ức chế phiên mã ngƣợc HIV
Flavonol
Tannin Ellagitannin
Bám dính Protein
Bám dính Adhesin
Ức chế enzyme
Phá vỡ màng sinh chất
Tạo phức hợp với thành tế bào
Phá vỡ vách tế bào
Tạo phức kim loại-ion
Coumarin Warfarin Tƣơng tác với DNA nhân thực
(hoạt tính kháng vius)
Terpenoid
Tinh dầu
Capsaicin Phá vỡ vách tế bào
Alkaloid Berberine Xen vào thành tế bào hoặc DNA
Piperine
Lectin
Polypeptide
Mannose
(agglutinin)
Khóa sự kết hợp của virus hoặc
hấp phụ
Falxatin Hình thành cầu Disulfide
Polyacetylen
8s-heptadeca-
2(Z),9(Z)-
diene-4,6-
diyne-1,8-diol
50. 38
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Các hợp chất flavonoid tổng hợp bởi cây trồng để phản ứng lại sự nhiễm khuẩn
và có tác dụng kháng khuẩn đối với nhiều loài vi sinh vật. Hoạt tính kháng khuẩn của
flavonoid là do khả năng tạo phức với các protein tan ngoại bào, tạo phức với thành tế
bào vi khuẩn, và ức chế transpeptidase làm cho mucopeptide – yếu tố đảm bảo cho
thành tế bào vi khuẩn vững chắc không tổng hợp đƣợc. Các flavonoid càng ƣa béo
càng có khả năng phá vỡ màng tế bào vi sinh vật.
Các phenolics là làm thay đổi màng tế bào chất, gián đoạn lực đẩy proton và làm
kết tủa các chất trong tế bào. Tầm quan trọng của sự có mặt nhóm hydroxyl trong các
hợp chất phenolic đã đƣợc chứng minh, phenolics tác động lên các enzyme nhƣ
ATPases nằm trong màng tế bào chất và đƣợc bao quanh bởi các phân tử lipid. Các
phân tử lipophilic hydrocacbon có thể tích tụ trong lớp lipid kép và làm ảnh hƣởng đến
tƣơng tác lipid – protein; ngoài ra có thể có sự tƣơng tác trực tiếp của các hợp chất
lipophilic với phần kỵ nƣớc của protein (Burt’s, 2004).[12], [16]
1.6. Các chủng vi sinh vật thí nghiệm
1.6.1. Salmonella
Bảng 1.4. Phân loại khoa học chủng vi khuẩn Salmonella
Vực (domain) Bacteria
Liên giới (superregnum) Bacteria
Giới (regnum) Bacteria
Ngành (phylum) Proteobacteria
Lớp (class) Gammaproteobacteria
Bộ (ordo) Enterobacteriales
Họ (familia) Enterobacteriaceae
Chi (genus) Salmonnella
51. 39
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Hình 1.19. Vi khuẩn Salmonella
Samonella là một ví dụ kinh điển về ngộ độc thực phẩm. Đây là một loại trực
khuẩn gram âm, kỵ khí tùy nghi, không sinh bào tử, di động bằng tiên mao. Salmonella
không lên men lactose (trừ S. arizona) và sucrose nhƣng lên men đƣợc dulcitol,
mannitol và glocose. Chúng kém chịu nhiệt nhƣng chịu đƣợc một số hóa chất: brilliant
green, sodium lauryl sulfate, selenite…
Để có thể gây ngộ độc, số lƣợng Salmonella phải lên đến cả triệu tế bào trong 1
g thực phẩm. Có 3 dạng bệnh thực sự do Salmonella gây ra: sốt thƣơng hàn do S.typhi,
nhiễm trùng máu do S.cholera-suis, rối loại tiêu hóa do S.typhirium và S.enteritidis.
Các triệu chứng do Salmonella gây ra chủ yếu là tiêu chảy, ói mửa, buồn nôn xuất hiện
sau 12 – 36 giờ sau khi tiêu thụ thực phẩm nhiễm Salmonella. Các triệu chứng thƣờng
kéo dài 2 – 7 ngày.[3]
1.6.2. Staphylococcus aureus
Bảng 1.5. Phân loại khoc học chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus
Giới (regnum) Bacteria
Ngành (phylum) Firmicutes
Lớp (class) Bacilli
Bộ (ordo) Bacillales
Họ (familia) Staphylococcusaceae
Chi (genus) Staphylococcus
52. 40
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Staphylococcus aureus là cầu khuẩn gram dƣơng, hiếu khí, thƣờng kết dạng
chùm có mặt phổ biến ở khắp nơi thƣờng thấy trên da, xoang mũi và tóc…
Staphylococcus aureus sản sinh ra một loại độc tố đƣờng ruột enterotoxin bền
nhiệt, không bị phân huỷ ở 1000C trong 30 phút. Khi ăn phải thực phẩm có chứa độc tố
này, sau 4 – 6 giờ ủ bệnh sẽ bộc phát nên các triệu chứng lâm sàng nhƣ tiêu chảy, nôn
mửa kéo dài từ 6 – 8 giờ.[3]
Staphylococcus aureus cho phản ứng đông huyết tƣơng dƣơng tính do chúng tiết
ra enzyme coagulase. Đây đƣợc xem là tính chất đặc trƣng của S. aureus, là tiêu chuẩn
để phân biệt Staphylococcus aureus với các tụ cầu khác. Có hai dạng coagulase:
coagulase cố định (bound coagulase) gắn vào thành tế bào và coagulase tự do (free
coagulase) đƣợc phóng thích khỏi thành tế bào. Ngoài ra, chúng còn cho phản ứng
DNAse, phosphatase dƣơng tính, có khả năng lên men và sinh acid từ manitol,
trehalose, sucrose. Tất cả các dòng Staphylococcus aureus đều nhạy với Novobicine,
có khả năng tăng trƣởng trong môi trƣờng chứa đến 15% muối NaCl.
1.6.3. Escherichia Coli
Bảng 1.6. Phân loại khoa học chủng vi khuẩn E.Coli
Hình 1.20. Vi khuẩn Staphylococcus aureus
53. 41
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Vực (domain) Bacteria
Ngành (phylum) Proteobacteria
Lớp (class) Gammaproteobacteria
Bộ (ordo) Enterobacteriales
Họ (familia) Enterobacteriaceae
Chi (genus) Escherichia
Loài (species) E. Coli
Hình 1.21. Vi khuẩn Escherichia Coli
E.Coli là trực khuẩn gram âm, kỵ khí tùy nghi, không sinh bào tử, khá phổ biến
trong tự nhiên đặc biệt trong đƣờng tiêu hóa của con ngƣời và động vật. Hầu hết các
dòng E.Coli tồn tại một cách tự nhiên và không gây hại trong đƣờng tiêu hóa, chúng
còn đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định đƣờng tiêu hóa. Tuy nhiên, tồn tại ít
nhất 4 dòng sau đây có thể gây bệnh cho ngƣời và cho động vật:
- Enteropathogenic E.Coli (EPEC)
- Enterotocigenic E.Coli (ETEC)
- Enteroinvasive E.Coli (EIEC)
- Enterohaemorrhagic E.Coli (EHEC) hoặc Verocytoxin E.Coli (VTEC)
hay E.Coli O157:H7
54. 42
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Nhƣ vậy, có thể đƣợc phân lập đƣợc dễ dàng ở khắp nơi trong môi trƣờng sống,
phân hoặc nƣớc thải. Vi sinh vật này có thể tồn tại rất lâu trong môi trƣờng. Với sự
phân bố rộng rãi nhƣ vậy nên E.Coli cũng đƣợc dễ dàng phân lập từ các mẫu thực
phẩm bị nhiễm nguyên liệu hay thông qua nguồn nƣớc.
Khi các dòng E.coli gây bệnh xâm nhập vào con ngƣời qua con đƣờng tiêu hóa
gây ra các bệnh rối loạn đƣờng tiêu hóa, các biểu hiện lâm sàn có thể biểu hiện từ nhẹ
đến rất nặng, có thể đe dọa mạng sống của con ngƣời tùy thuộc vào liều lƣợng, dòng
gây nhiễm và mức độ đáp ứng của từng ngƣời.[3]
1.6.4. Bacillus cereus
Bảng 1.7. Phân loại khoa học chủng vi khuẩn Bacillus cereus
Giới (regnum) Bacteria
Ngành (phylum) Firmicutes
Lớp (class) Bacilli
Bộ (ordo) Bacillales
Họ (familia) Bacillaceae
Chi (genus) Bacillus
Loài (species) B. cereus
Hình 1.22. Vi khuẩn Bacillus cereus
55. 43
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Bacillus cereus là trực khuẩn gram dƣơng, sinh bào tử, là vi sinh vật hiếu khí
tuyệt đối, tăng trƣởng đƣợc trong nhiệt độ từ 5 - 50 , tối ƣu ở nhiệt độ 35 - 40 , pH
dao động từ 4,5 – 9,3, dễ sinh bào tử và bảo tử phát triển rất dễ dàng.
Bacillus cereus tiết ra 2 loại độc tố chính là diarhaea toxin gây tiêu chảy và
emetic toxin gây nôn mửa. Các triệu chứng ngộ độc do bacillus cereus gây ra là đau
bụng, tiêu chảy, không sốt bắt đầu khoảng 4 – 16 giờ sau khi tiêu thụ thực phẩm và kéo
dài trong 12 – 24 giờ.[3]
56. 44
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1.Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài đƣợc thực hiện từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 7 năm 2017 tại phòng thí
nghiệm khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trƣờng, Trƣờng Đại học Công
nghệ TP. Hồ Chí Minh.
2.2. Vật liệu nghiên cứu
2.2.1. Nguồn mẫu
Quả mồng tơi chín đƣợc hái tại số 13, đƣờng 642, ấp Phƣớc Hƣng, xã Phƣớc
Thạnh, huyện Củ Chi, thành phố Hồ Chí Minh.
Quả mồng tơi chín đƣợc hái lúc 9 11 giờ sáng, chọn quả chín già có lớp vỏ
ngoài căng bóng, có màu tím đen đặc trƣng.
Hình 2.23. Quả mồng tơi chín
2.2.2. Vi sinh vật chỉ thị
Vi khuẩn chỉ thị đƣợc sử dụng trong nghiên cứu là 4 chủng vi khuẩn đƣợc cung
cấp bởi Viện Sinh học Nhiệt đới TP. Hồ Chí Minh bao gồm:
- Vi khuẩn Salmonella
- Vi khuẩn Enterotoxigenic E. Coli
- Vi khuẩn Staphylococcus arueus
- Vi khuẩn Bacillus cereus
2.3. Dụng cụ và hóa chất thí nghiệm
57. 45
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
Dụng cụ Hóa chất
- Bể điều nhiệt
- Bếp đun cách thủy
- Bình hút ẩm
- Cân phân tích
- Cối giã
- Cốc thủy tinh
- Máy quang phổ UV – Vis
2000
- Máy lắc
- Máy ly tâm
- Tủ ủ 37
- Tủ sấy 50
- Thuốc thử DPPH (1,1-diphenyl-2-
picrylhydrazyl) (Đức)
- Thuốc thử Foline – Ciocalteu
(3H2O.P2O5.13WO3.5MoO3.10H2O)
- Acid gallic (C6H2(OH)3COOH) (Trung
Quốc)
- Dung dịch Na2CO3 bão hòa
- Dung dịch HCl 1N
- Etanol 30%, 50%, 70%, nƣớc cất
- Methanol
- Vitamin C
- DMSO (dimethylsulfoxid) (Trung Quốc)
- Pepton
- Meat extract
- NaCl
- Môi trƣờng NA (Nutrient Agar)
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp xác định độ ẩm của mẫu
Nguyên tắc:
Dùng nhiệt làm bay hơi hết hơi nƣớc trong mẫu cho đến khi thu đƣợc khối
lƣợng không đổi. Cân trọng lƣợng mẫu trƣớc và sau khi sấy khô, từ sự hao hụt khối
lƣợng tính ra phần trăm ẩm có trong mẫu.
Công thức xác định độ ẩm:
Độ ẩm (%) =
Trong đó:
58. 46
CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
M : khối lƣợng cốc (g)
M1 : khối lƣợng cốc và mẫu trƣớc khi sấy (g)
M2 : khối lƣợng cốc và mẫu sau khi sấy (g)
2.4.2. Phương pháp xác định tỉ lệ trọng lượng của mẫu
Nguyên tắc:
Xác định tỉ lệ trọng lƣợng phần sử dụng so với tổng trọng lƣợng mồng tơi.
Công thức xác định tỉ lệ trong lƣợng:
Phần sử dụng (%) =
Trong đó:
M1 : tổng trọng lƣợng (g)
M2 : trọng lƣợng phần sử dụng (g)
2.4.3. Phương pháp tách chiết và thu nhận cao chiết
Mẫu thực vật được tách chiết bởi nhiều loại dung môi khác nhau bằng phương
pháp chiết ngâm ở nhiệt độ thường và thu nhận cao chiết bằng cách cho bay hơi, loại
bỏ lượng dung môi của dịch chiết bằng các thiết bị cô thích hợp.
Nguyên tắc phương pháp chiết ngâm:
Mẫu thực vật được ngâm trong dung môi (w/v) trong khoảng thời gian nhất định
để các chất tan trong mẫu hòa tan vào dung môi, đây là quá trình di chuyển vật chất
trong hệ hai pha rắn – lỏng gồm 3 giai đoạn: thâm nhập dung môi vào mẫu, hoà tan các
chất trong mẫu, khuếch tán các chất tan.
Tiến hành:
Ngâm một lượng bột mẫu vào dung môi (tỷ lệ 1:1 (w/v)) trong một bình kín để
ở nhiệt độ phòng. Mẫu được ngâm và lắc trong thời gian xác định, sau đó đem đi lọc,
ly tâm, ép bã lấy dịch chiết. Phần dịch chiết được cô đặc, thu hồi cao bằng phương
pháp cô cách thủy. Các loại cao thu hồi được bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ 4C.
2.4.4. Phương pháp định lượng polyphenol tổng số