Báo cáo đề tài nghiên cứu chiết tách hợp chất polyphenol trong lá chè xanh trồng tại tỉnh bà rịa vũng tàu và nghiên cứu ứng dụng trong dược mỹ phẩm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.37 MB, 106 trang )
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
C
Catechin
CG
Catechingallate
CK
Chất Khô
DPPH
2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl
EC
Epicatechin
ECG
Epicatechingallate
EGC
Epigallocatechin
EGCG
Epigallocatechingallate
GC
Gallocatechin
GCG
Gallocatechingallate
HPLC
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
MIC
Minimum inhibitory concentration
TLC
Sắc ký lớp mỏng
UV
Vùng tử ngoại
VIS
Khả kiến
i
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1: Sự hấp thụ của dung dịch theo màu ............................................................. 21
Bảng 3. 1: Phương trình đường chuẩn axit gallic ..........................................................64
Bảng 3. 2: Phương trình đường chuẩn axit gallic ..........................................................65
Bảng 3. 3: Phương trình đường chuẩn axit gallic ..........................................................65
Bảng 3. 4: Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến hàm lượng polyphenol tổng ..........66
Bảng 3. 5: Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng polyphenol tổng .........................67
Bảng 3. 6: Ảnh hưởng của tỷ lệ Nguyên liệu/Dung môi đến hàm lượng polyphenol
tổng ................................................................................................................................ 68
Bảng 3. 7: Ảnh hưởng của tỷ lệ nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol tổng ..................69
Bảng 3. 8: Ảnh hưởng của PH đến hàm lượng polyphenol tổng ..................................70
Bảng 3. 9: Khảo sát Ảnh hưởng của độ ẩm và độ non già của lá..................................71
Bảng 3. 10: Khảo sát một số quy trình chiết khác .........................................................72
Bảng 3. 11: Khảo sát Ảnh hưởng của enzym cenlulozo đối với quá trình chiết tách
polyphenol .....................................................................................................................73
Bảng 3. 12: Khảo sát Ảnh hưởng của enzym pectinase đối với quá trình chiết tách
polyphenol .....................................................................................................................74
Bảng 3. 13: Khảo sát Ảnh hưởng của quá trình tinh chế polyphenol ...........................76
Bảng 3. 14: Kết quả khảo sát định tính các nhóm chất .................................................77
Bảng 3. 15: Biểu đồ ảnh hưởng của quá trình tinh chế polyphenol .............................. 78
Bảng 3. 16: Kết quả đo bước sóng của dịch chè sau khi tinh chế .................................78
Bảng 3. 17: Hàm lượng các chất trong polyphenol .......................................................79
Bảng 3. 18: Kết quả sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC .................................................80
Bảng 3. 19: Độ hấp thụ quang của cao các loại lá ở cùng nồng độ............................... 81
Bảng 3. 20: Kết quả lực kháng oxy hoá theo nồng độ ..................................................81
Bảng 3. 21: Hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết lá chè...............................................83
Bảng 3. 22: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol .................................86
Bảng 3. 23: Chỉ tiêu đánh giá cảm quan kem dưỡng da................................................90
ii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1: Lá chè tại Xã Suối Nghệ, Tân Thành, tỉnh BR-VT ........................................5
Hình 1. 2: Cơng thức cấu tạo của catechin ....................................................................11
Hình 1. 3: Cơng thức cấu tạo của (-)-EGCG .................................................................11
Hình 1. 4: Cơng thức cấu tạo của ECG .........................................................................13
Hình 1. 5: Cơng thức cấu tạo của C(A) và EC(B) .........................................................13
Hình 1. 6: Cơng thức cấu tạo của Anthoxanthin ...........................................................14
Hình 1. 7: Cơng thức cấu tạo hợp chất Leucoanthocyanin ...........................................16
Hình 1. 9: Vi khuẩn Escherichia coli dưới kính hiển vi ...............................................34
Hình 1. 10: Vi khuẩn Bacillus cereus dưới kính hiển vi ...............................................35
Hình 1. 11: Vi khuẩn Salmonella dưới kính hiển vi......................................................37
Hình 1. 12: Vi khuẩn Staphylococcus aureus dưới kính hiển vi ...................................38
Hình 1. 13: Vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa dưới kính hiển vi .............................. 41
Hình 2. 1: Lá chè sau khi xử lý .....................................................................................50
Hình 2. 2: Thiết bị chiết tách .........................................................................................51
Hình 2. 3: Mẫu đo UV - VIS .........................................................................................51
Hình 2. 4: Hệ thống cơ quay chân khơng ......................................................................51
Hình 2. 5: Mẫu chè được ủ với enzyme ........................................................................53
Hình 2. 6: Thiết bị phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao ...............................................57
Hình 2. 7: Mẫu chè thử hoạt tính oxy hố .....................................................................58
Hình 2. 8: Cao chè thử hoạt tính kháng khuẩn .............................................................. 59
Hình 2. 9: Tủ sấy nhiệt độ cao .......................................................................................61
Hình 2. 10: Thiết bị sấy thăng hoa ................................................................................62
Hình 3. 1: Biểu đồ phương trình đường chuẩn axit gallic .............................................64
Hình 3. 2: Đường chuẩn axit gallic ...............................................................................64
Hình 3. 3: Biểu đồ phương trình đường chuẩn axit gallic .............................................65
Hình 3. 4: Biểu đồ phương trình đường chuẩn axit gallic .............................................66
Hình 3. 5: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ tới hàm lượng polyphenol tổng ................66
iii
Hình 3. 6: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian tới hàm lượng polyphenol tổng ...............68
Hình 3. 7: Biểu đồ ảnh hưởng của tỷ lệ Nguyên liệu/Dung môi đến hàm lượng
polyphenol tổng .............................................................................................................69
Hình 3. 8: Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol tổng ..............70
Hình 3. 9: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ PH đến hàm lượng polyphenol tổng ........71
Hình 3. 10: Biểu đồ ảnh hưởng của độ non già của lá ..................................................72
Hình 3. 11: Biểu đồ ảnh hưởng của một số quy trình chiết khác đến hàm lượng
polyphenol tổng .............................................................................................................73
Hình 3. 12: Biểu đồ ảnh hưởng của enzym cenlulozo đến hàm lượng polyphenol tổng
.......................................................................................................................................74
Hình 3. 13: Biểu đồ ảnh hưởng của enzym pectinase đến hàm lượng polyphenol tổng
.......................................................................................................................................74
Hình 3. 14: Cao chiết lá chè được tinh chế với clorofom và etylaxetat ........................75
Hình 3. 15: Biểu đồ ảnh hưởng của quá trình tinh chế polyphenol............................... 76
Hình 3. 16: Định tính polyphenol bằng TLC hiện bản UV: 254 nm ............................. 77
Hình 3. 17: Phổ qt bước sóng UV VIS của dịch chè trước và sau tinh chế ..............79
Hình 3. 18: Phổ sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC ........................................................80
Hình 3. 19: Biểu đồ khả năng oxy hố các loại lá .........................................................81
Hình 3. 20: Biểu đồ lực kháng oxy hố theo nồng độ ...................................................82
Hình 3. 21: Biểu đồ thể hiện hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết lá chè ....................83
Hình 3. 22: Khả năng kháng 5 chủng vi khuẩn của cao chiết lá chè ............................. 84
Hình 3. 24: Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian lưu mẫu đến hàm lượng polyphenol .....85
Hình 3. 23: Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng polyphenol ..............86
Hình 3. 25: Bột chiết lá chè sau khi sấy thăng hoa .......................................................87
Hình 3. 25: Kem dưỡng da từ cao chiết lá chè .............................................................. 90
iii
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1. 1: Phân loại polyphenol ...................................................................................10
Sơ đồ 1. 2: Quy trình tinh chế polyphenol ....................................................................32
Sơ đồ 2. 1: Quy trình chiết tách polyphenol .................................................................. 49
Sơ đồ 2. 2: Sơ đồ tinh chế polyphenol........................................................................... 54
iv
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cây chè là sản phẩm nông nghiệp chủ yếu của đất nước ta, theo thống kê của
Hiệp hội Chè Việt Nam, khối lượng xuất khẩu chè tháng 8 năm 2017 ước đạt 13 nghìn
tấn đưa khối lượng xuất khẩu chè 8 tháng đầu năm 2017 ước đạt 90 nghìn tấn. Đối với
tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu có thuận lợi về khí hậu và địa hình nương rẫy, phù hợp cho diện
tích trồng chè lớn.[77] Ngành công – nông nghiệp và thương mại chè đã giải quyết công
ăn việc làm cho hàng triệu lao động, đặc biệt ở các vùng khó khăn, vùng trung du đồi
núi. Theo thống kê của Tổng cục hải quan, trong khoảng 5 năm gần đây, kim ngạch
xuất khẩu chè bình quân của Việt Nam vào khoảng 150 triệu USD. Điều này cho thấy,
sản phẩm chè Việt Nam đã có chỗ đứng trên thị trường thế giới và đã có đóng góp
khơng nhỏ vào nền kinh tế nước nhà. Tuy nhiên, sự phát triển của cây chè và các sản
phẩm từ chè Việt Nam hiện nay chưa tương xứng với tiềm năng của nó, đời sống
người trồng và chế biến chè vẫn khó khăn do giá trị sản phẩm thấp. Do vậy, cần đẩy
mạnh việc đầu tư nghiên cứu nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm chế biến,
đồng thời cần nghiên cứu chiết tách các chất có hoạt tính sinh học cao (polyphenol)
nhằm ổn định, phát triển sản xuất và nâng cao giá trị của cây chè Việt Nam.
Nhiều kết quả ngiên cứu cho thấy hợp chất trong chè xanh có hoạt tính sinh học
như: hoạt tính chống oxy hóa, chống xơ vữa động mạch, chống các bệnh về tim mạch,
ngăn chặn sự phát triển của khối u, đặc biệt là ung thư da, bảo quản thực phẩm.[78]
Liên quan đến hoạt tính sinh học, Fumio và cộng sự
[35]
đã chỉ ra rằng, khả năng quét
gốc tự do DPPH của các catechin chè cao gấp 6 đến 16,4 lần α – tocopherol hay từ 4,3
đến 11,8 lần vitamin C. Ngoài ra, hoạt tính này của chè xanh cũng cao gấp 1,4 lần so
với hương thảo, 4,02 lần với sả, 7,3 lần với hoa nhài và 15,4 lần so với oải hương.[70]
Gần đây, khi so sánh khả năng quét gốc tự do DPPH của chè vàng (một loại chè bán
lên men) với một số đối tượng khác, Barhe và Tchouya[23] cũng chỉ ra rằng, hoạt tính
này của chất chiết chè vàng > chất chiết đỗ tương > vang đỏ > hibiscus. Bên cạnh hoạt
tính kháng oxi hóa, nhiều nghiên cứu trên thế giới cũng chỉ ra rằng, polyphenol (chất
chiết chè) có khả năng kháng được nhiều chủng vi khuẩn gây ngộ độc và gây thối
hỏng thực phẩm.[21][49] Điều này cho thấy, đối tượng này khơng chỉ có tiềm năng ứng
dụng cao trong mỹ phẩm, dược phẩm mà còn mở ra những ứng dụng quan trọng trong
GVHD: Tống Thị Minh Thu
1
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
chè như một chất bảo quản tự nhiên không độc hại. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong
bối cảnh hiện nay,khi tình trạng vệ sinh an tồn thực phẩm đang ngày càng trở lên
trầm trọng, mất kiểm soát ở các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam.
Có thể thấy, mặc dù việc nghiên cứu chiết xuất polyphenol trong lá chè xanh
cũng như việc nghiên cứu các hoạt tính sinh học của chúng đã được báo cáo. Tuy
nhiên những nghiên cứu này thường giới hạn hoặc với dung mơi nước nên hiệu quả
chiết tách cịn hạn chế, hoặc sử dụng các kỹ thuật hiện đại chi phí đầu tư cao, khó áp
dụng trong điều kiện Việt Nam hiện nay như trích ly có hỗ trợ vi sóng hay trích ly
dùng sóng siêu âm, nhiều cơng trình nghiên cứu và khai thác hoạt tính sinh học của
Polyphenol từ chè xanh, nhưng ở Việt Nam vấn đề này còn khá mới mẻ, nhất là hoạt
tính kháng khuẩn. Để khai thác lợi ích của chúng một cách tối ưu, các thành phần hóa
học có hoạt tính sinh học có trong lá chè xanh vẫn cần phải được nghiên cứu sâu hơn
và hướng tới thương mại hóa sản phẩm ra thị trường, đặc biệt đối với những khu vực
có trữ lượng trà xanh lớn như các nước Việt Nam, Trung Quốc, Ấn Độ.... Vì vậy;
trong nghiên cứu này này, chúng tơi chọn đề tài “Nghiên cứu chiết tách hợp chất
POLYPHENOLS ứng dụng trong Dược - Mỹ Phẩm và Thực phẩm từ lá Chè Xanh
được trồng tại xã Suối Nghệ - huyện Châu Đức - tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu” nhằm tìm ra
phương pháp chiết tách polyphenol phù hợp ở điều kiện Việt Nam và khảo sát hoạt
tính sinh học của chúng với nguồn chè trồng tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Từ đó nghiên
cứu ứng dụng của chúng làm mặt nạ dưỡng da nhằm giải quyết các vấn đề: Lợi ích
kinh tế cho người trồng chè, khai thác triệt để hoạt tính sinh học của polyphenol, tạo ra
sản phẩm đẹp da, chất lượng tốt và an toàn.
2. MỤC TIÊU
-
Xây dựng được quy trình chiết tách các hợp chất polyphenol từ lá chè xanh.
-
Tính chất hóa lý, định tính, định lượng polyphenol trong lá chè.
-
Đánh giá được khả năng oxy hóa và kháng khuẩn của polyphenol trong lá chè
-
Ứng dụng cao polyphenol trong các sản phẩm làm đẹp da.
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Trong nghiên cứu này các nội dung được giới hạn như sau:
-
Đối với lá chè khảo sát: chúng tôi sử dụng chè trồng tại xã Suối Nghệ, huyện Tân
Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
GVHD: Tống Thị Minh Thu
2
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
-
Nghiên Cứu Khoa Học
Đối với nghiên cứu chiết tách polyphenol: phương pháp trích ly bằng dung môi
được chúng tôi sử dụng. Do đây là phương pháp khá đơn giản, có khả năng cho
hiệu suất thu hồi cao. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng chỉ đòi hỏi đầu tư vừa
phải, dễ áp dụng cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, phù hợp với điều kiện Việt
Nam.
-
Đối với xác định hoạt tính oxy hóa: Xác định lực kháng oxy hố tổng (total
antioxydant capacity) theo mơ hình phospho molybdenum.[56]
-
Đối với hoạt tính kháng khuẩn: Khả năng kháng khuẩn của dịch chiết được xác
định bằng phương pháp khuếch tán đĩa thạch trên 5 chủng vi khuẩn Escherichia
coli, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa và
Salmonella typhi được cung cấp bởi phịng thí nghiệm Đại Học Cơng Nghiệp
Thành Phố Hồ Chí Minh.
-
Đối với nghiên cứu ứng dụng chất chiết polyphenol chè trong dược mỹ phẩm:
Nghiên cứu trên 2 dòng sản phẩm Mặt nạ dưỡng da và kem dưỡng da từ trà xanh.
Các thí nghiệm được thực hiện ở quy mơ phịng thí nghiệm Đại Học Bà Rịa
Vũng Tàu.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-
Chiết tách polyphenol trong lá chè xanh bằng dung môi, Enzym và kỹ thuật khác.
-
Định tính thành phần hóa học trong polyphenol bằng Thuốc thử, sắc ký lớp mỏng
(TLC), UV-VIS.
-
Định lượng bằng phương pháp Folin-Denis và Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
-
Hoạt tính chống oxi hóa được xác định dựa theo mơ hình phospho molybdenum.
-
Xác định hoạt tính kháng khuẩn của polyphenol theo phương pháp xác định đường
kính vịng vơ khuẩn.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA LUẬN ÁN
5.1. Ý nghĩa khoa học
-
Kết quả của đề tài tạo ra bộ dữ liệu khoa học tương đối toàn diện về hàm lượng
các hợp chất có hoạt tính sinh học cao (định tính, định lượng hàm lượng polyphenol
tổng số, các catechin thành phần) cũng như hoạt tính sinh học (khả năng kháng oxi
hóa, kháng khuẩn), so sánh hàm lượng polyphenol tổng số của các loại chè non, chè
già..của giống chè trồng tại tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Các dữ liệu khoa học này là nguồn
GVHD: Tống Thị Minh Thu
3
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
tư liệu hữu ích cho cơng tác đào tạo, nghiên cứu và khai thác chè ở tỉnh Bà Rịa Vũng
Tàu nói riêng và Việt Nam nói chung.
-
Kết quả nghiên cứu cơng nghệ trích ly polyphenol từ lá chè đã bổ sung thêm
các thông tin khoa học quan trọng cho biết ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến
hiệu suất thu hồi polyphenol lá chè. Đây là nguồn thông tin khoa học hữu ích trong
việc nghiên cứu và triển khai sản xuất bột chiết polyphenol từ chè xanh nguyên liệu.
-
Kết quả nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của enzym cenlulozo, pectinase tới
hiệu suất chiết tách polyphenol trong lá chè.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
-
Đề tài góp phần nâng cao giá trị của cây chè ở nước ta, đồng thời góp phần cải
thiện đời sống người nông dân.
-
Sản phẩm của luận án tinh chế polyphenol tạo ra các sản phẩm thực phẩm, thực
phẩm chức năng, dược phẩm và mỹ phẩm.
6. TÍNH MỚI CỦA ĐỀ TÀI
-
Nghiên cứu tổng thể và đánh giá về hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh
học là polyphenol tổng số của giống chè ở Suối Nghệ, Bà Rịa Vũng Tàu.
-
Việc sử dụng hệ dung môi etanol nước trong trích ly polyphenol từ lá chè, đã đề
xuất được quy trình cơng nghệ chiết tách chế phẩm polyphenol cho hiệu suất thu hồi
và chất lượng chế phẩm cao (bao gồm độ tinh sạch và khả năng kháng oxy hóa, kháng
khuẩn). Với quy trình này, việc chuyển giao cho các cơ sở sản xuất vừa và nhỏ ở Việt
Nam là hồn tồn khả thi và thuận lợi, khơng phải đầu tư lớn, tận dụng được nguồn
phụ phẩm chế biến chè.
-
Bước đầu khảo sát ảnh hưởng của 2 loại enzym cenlulozo và pectinase đối với
hiệu suất chiết tách polyphenol trong lá chè.
-
Nghiên cứu ứng dụng trong các sản phẩm làm đẹp có nguồn gốc tự nhiên. Thúc
đẩy nền cơng nghiệp Mỹ phẩm sản xuất hàng Việt Nam chất lượng cao.
GVHD: Tống Thị Minh Thu
4
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về cây chè
1.1.1. Nguồn gốc và sự phân bố của cây chè
Cây chè có tên khoa học Camellia sinensis (L) O. Kuntze được phát hiện bởi
người Trung Quốc vào khoảng 2700 TCN. Hiện nay, nhiều nghiên cứu cho rằng, cây
chè có nguồn gốc phát sinh ở miền núi phía Nam Trung Quốc, Bắc Ấn Độ và miền núi
phía Bắc Việt Nam [6]. Chè phân bố khá rộng, trong những điều kiện tự nhiên rất khác
nhau, từ 30 độ vĩ nam (Natan - Nam Phi) đến 43 độ vĩ bắc (Grudia), tập trung ở vùng
nhiệt đới và á nhiệt đới. [9]
Hình 1. 1: Lá chè tại Xã Suối Nghệ, Tân Thành, tỉnh BR-VT
1.1.2. Phân loại
Cây chè thuộc: Ngành hạt kín (Angiospermae), Lớp song tử diệp
(Dicotyledonae), Bộ chè (Theales), Họ chè (Theaceae), Chi chè (Camellia) và Loài
(Camellia (Thea) sinensis). Hiện nay, chè được chia thành 4 giống chính:[9]
* Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var. bohea)
Thuộc loại cây bụi thấp, phân cành nhiều, lá nhỏ (dài 3,5 – 6,5 cm), dày nhiều
gợn sóng, màu xanh đậm, răng cưa nhỏ, khơng đều. Giống này có đặc điểm năng suất
thấp, chất lượng trung bình nhưng khả năng chịu rét tốt. Phân bố chủ yếu ở miền
Đông, Đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác.
* Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var. macrophylla)
GVHD: Tống Thị Minh Thu
5
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Cây thuộc loại thân gỗ nhỡ, cao tới 5 m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên. Lá
to trung bình, màu xanh nhạt, bóng, răng cưa sâu khơng đều, đầu lá nhọn. Giống có
đặc điểm năng suất cao, chất lượng tốt. Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung
Quốc).
* Chè Shan (Camellia sinensis var. shan)
Cây thuộc loại thân gỗ, cao từ 6 đến 10 m. Lá to, màu xanh nhạt, đầu lá dài,
răng cưa nhỏ và dày. Tơm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như tuyết nên cịn
gọi là chè tuyết. Giống có đặc điểm năng suất cao, chất lượng tốt, có khả năng thích
ứng trong điều kiện ấm ẩm, phát triển tốt ở vùng có địa hình cao. Nguyên sản ở Vân
Nam - Trung Quốc, miền bắc của Miến Điện và Việt Nam.
* Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var. assamica):
Thân gỗ cao tới 17 m, phân cành thưa, lá dài tới 20 - 30 cm, mỏng, mềm, thường có
màu xanh đậm, dạng lá hình bầu dục, phiến lá gợn sóng, đầu lá dài. Giống này thuộc
loại có năng suất cao, phẩm chất tốt nhưng khơng chịu được rét hạn. Giống được trồng
nhiều ở Ấn Độ, Miến Điện, Vân Nam (Trung Quốc) và một số vùng khác.
1.1.3. Tình hình sản xuất chè ở Việt Nam
Năm 2012, Việt Nam đã vươn lên hàng thứ sáu thế giới về diện tích (115.964
ha), thứ năm về sản lượng chè (216.900 tấn), chỉ đứng sau Trung Quốc, Ấn Độ,
Srilanka, Kenya và tương đương Indonesia. Trong 15 năm, từ 1995 – 2010, diện tích
chè của nước ta đã tăng 2,2 lần từ 52.100 ha lên 113.200 ha, sản lượng tăng 4,94 lần từ
40.200 tấn lên 198.466 tấn.[79]
Theo ước tính của Hiệp hội chè Việt Nam, cả nước hiện có khoảng 6 triệu lao
động sống dựa vào ngành công – nông nghiệp trồng và chế biến chè, và 116 doanh
nghiệp tham gia xuất khẩu chè, hàng năm thu về gần 200 triệu đô la, đóng góp khơng
nhỏ vào sự phát triển chung của nền kinh tế nước nhà.
Về các giống chè ở Việt Nam, bên cạnh giống truyền thống (Trung du), hiện
chúng ta đã chọn lọc và lai tạo được khá nhiều giống mới.
1.1.4. Thành phần hóa học cơ bản của lá chè
1.1.4.1. Nước
Nước là thành phần chủ yếu trong búp chè, thường chiếm từ 75 - 82% trọng
lượng búp. Hàm lượng nước trong búp thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ
GVHD: Tống Thị Minh Thu
6
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
thuật canh tác và tiêu chuẩn thu hái....[4]
1.1.4.2. Tannin chè
Tannin thiên nhiên đều là hỗn hợp của gallic acid và digallic acid ở dạng tự do
cũng như kết hợp với glucose. Đây là sản phẩm chuyển hóa thứ cấp của thực vật và
được chia làm hai dạng: tannin thủy phân (tannin pyrogallic) và tannin không bị thủy
phân (tannin pyrocatechin). Tannin trong chè tồn tại ở cả hai dạng trên nhưng chủ yếu
là dạng pyrocatechin. Pyrocatechin là hỗn hợp polymer của catechin và
leucoanthocyanidin.[10] Hàm lượng tannin trong chè vào khoảng 32-40% CK, phụ
thuộc vào giống, độ non già của lá, mùa vụ thu hoạch và chế độ canh tác.[9]
1.1.4.3. Polyphenol
Polyphenol là thành phần quan trọng nhất, quyết định chính đến màu sắc,
hương vị và tính chất dược lý của nước chè pha. Thành phần chính của polyphenol chè
là các hợp chất catechin. Tỷ lệ các chất trong thành phần hỗn hợp của polyphenol chè
không giống nhau mà thay đổi theo từng giống, tiêu chuẩn và mùa vụ thu hái, điều
kiện vĩ độ, thổ nhưỡng, kỹ thuật canh tác,..
1.1.4.4. Alkaloid
Trong chè có nhiều loại alkaloid nhưng nhiều nhất là caffeine. Hàm lượng
caffeine trong chè vào khoảng 2 - 4% CK, thay đổi theo giống, độ non già của lá, thời
vụ thu hoạch và điều kiện canh tác. Caffeine có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung
ương, hoạt động của thận, của tim và có tác dụng lợi tiểu.[9]
1.1.4.5. Amino acid và protein
Trong chè, protein chiếm khoảng 18% CK và có khoảng 17 loại amino acid.
Protein trong lá chè chủ yếu là dạng glutelin hồ tan trong kiềm. Trong q trình chế
biến, protein và amino acid đóng vai trị quan trọng trong việc tạo hương và vị của
nước chè pha.[4]
1.1.4.6. Carbohydrate
Glucid trong chè rất đa dạng, bao gồm các monosacharide (chiếm khoảng 1 2%) và các polysaccharide (chiếm 10 – 12%). Ở chè, các dạng đường tan trong nước
có hàm lượng khơng nhiều nhưng rất cần thiết cho việc hình thành chất lượng đặc
trưng của chè thành phẩm.[4]
GVHD: Tống Thị Minh Thu
7
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
1.1.4.7. Tinh dầu
Tinh dầu trong chè rất ít, hàm lượng của chúng trong lá chè tươi vào khoảng
0,007 – 0,009% và trong chè bán thành phẩm khoảng 0,024 – 0,025%. Hàm lượng này
phụ thuộc nhiều vào giống và độ cao trồng trọt.[9]
1.1.4.8. Vitamin
Có nhiều loại vitamin trong chè. Chính vì vậy, giá trị dược liệu cũng như giá trị
dinh dưỡng của chè rất cao. Hàm lượng một số vitamin trong chè tính theo mg/1000 g
chất khơ như sau: Vitamin A: 54,6; B1: 0,7; B2: 12,2; PP: 47,0; C: 27,0 v.v... Đáng
chú ý nhất là hàm lượng vitamin C ở trong chè nhiều hơn trong cam chanh từ 3 đến 4
lần.[4]
1.1.4.9. Enzyme
Trong búp chè có hầu hết các loại enzyme nhưng chủ yếu gồm hai nhóm chính:
nhóm thủy phân (amylase, glucosidase, protease...) và nhóm oxi hóa khử (peroxidase
và polyphenoloxidase). Các enzym này đóng vai trị quan trọng trong cơng nghiệp chế
biến chè.[4]
1.1.4.10. Chất tro
Hàm lượng tro trong chè tươi vào khoảng 4 - 5% CK và lên tới 5 - 6% CK
trong chè thành phẩm. Các chất khống có nhiều trong chè là K, Se, Mn, Zn...[4]
1.1.5. Dược tính của chè
Chè là loại nước uống tốt nhất trên thế giới, mọi người điều biết chè đã được sử
dụng như là một phương thuốc trong y học phương đông từ rất lâu. Căn cứ vào các
sách đông y dược, ghi chép qua các thời đại và thực tiễn chứng minh chẳng những bảo
vệ sức khỏe mà cịn có tác dụng điều trị nhiều loại bệnh, nên người ta coi chè là loại
thuốc chữa bệnh.
Tuy nhiên các hiểu biết về cơ chế tác đông của lá chè mới được bắt đầu nghiên
cứu mạnh mẽ trong thế kỉ 20. Trước đây tác dụng của trà được cho rằng do tác động
của các thành phần caffeine và vitamin C. Bắt đầu từ khoảng thập niên 70 của thế kỉ
20, việc nghiên cứu chi tiết về chè đã chỉ ra rằng những tác dụng về mặt dược lý của
chè là do sự có mặt của nhiều nhóm hợp chất như; alcoloid: caffeine, theophyllin,
theobromin, purin. Các flavonoid, chất catechin, lipid, dẫn chất phenol, tinh dầu, các
acid amin và nhiều sinh tố cùng các nguyên tố hằng lượng và vi lượng như P, sắt, iod,
GVHD: Tống Thị Minh Thu
8
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Mg, Cu….tổng cộng trên 300 loại thành phần. các thành phần này có tác dụng trọng
yếu trong phịng và chữa bệnh đối với cơ thể con người.
Một số tác dụng cụ thể của trà:
-
Tinh thần nâng cao, đầu óc tỉnh táo: khi đầu óc xây xẩm, tinh thần mệt mỏi,người
ta uống một chén chè mới pha, sẽ cảm thấy tinh thần sảng khoái.
-
Thanh lợi đầu và mắt: uống trà lâu dài có thể thanh lợi đầu và mắt, đạt tác dụng
làm tinh thần sảng khoái, mắt tinh, tai sáng. Trong trà có chứa nhiều thành phần
dinh dưỡng có quan hệ tới thị lực như là: tiền sinh tố A ( β − caroten ), vitamin B1,
B2, và C, đều là những chất cần thiết duy trì thị lực.
-
Tiểu thử giải khát: sau khi uống trà nóng, tinh dầu thơm trong trà và caffeine mau
phát huy tác dụng, làm giãn huyết quản, mở tuyến mồ hơi, thân thể hơi tốt mồ
hơi, tán phát nhiệt lượng trong cơ thể, do đó đạt được mục đích tiêu thử giáng thấp
thanh nhiệt, sau khi uống trà nóng gia tăng được lượng nước tiểu, làm cho tiểu tiên
bài tiết điều hịa, tự nhiên sẽ có bộ phận nhiệt lượng thoe đường tiểu tiện tiết ra
ngoài, làm cho ra mồ hơi. Ngồi ra, làm co dãn cơ trơn dạ dày, ruột giãn giải co
thắt trường vị, cho nên uống trà điều trị được thử nhiệt, sa khí, đau bụng.
-
Giảm béo: chè xanh chứa nhiều thành phần như chứa chất dẫn phenol, flavonoid,
quereetin cùng nhiều loại sinh tố, nhất là vitamin C với lượng lớn. dẫn chất phenol
trong lá chè giáng giải chất mỡ, flavonoid, quereetin hỗ trợ việc giáng thấp
cholesterol. Vitamin C hỗ trợ lợi tiểu làm cholesterol bài tiết ra ngồi nhanh
chóng. Các vitamin khác cải thiện cơ năng chuyển hóa của cơ thể, hỗ trợ và để
phòng mạch máu bị xơ cưng. Trong lá chè có diệp lục (chlorophyll ) sau khi vào
cơ thể, sẽ loại cholesterol từ thức ăn, ngăn cản tiêu hóa hấp thụ cholesterol trong
cơ thể.
Ngồi ra cịn trà cịn rất là nhiều công dụng khác như sử dụng trong mỹ phẩm,
vì chúng có tác dụng làm ẩm da và chống nếp nhăn, có trong thuốc đánh răng có tác
dụng diệt khuẩn.
1.2. Polyphenol trong chè
1.2.1. Nguồn gốc chuyển hóa và phân loại các hợp chất phenolic thực vật.
Các hợp chất phenol là sản phẩm chuyển hóa thứ cấp của thực vật, rất đa dạng
về cấu trúc và chức năng. Trong cây, nhìn chung hàm lượng của chúng ở các bộ phận
GVHD: Tống Thị Minh Thu
9
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
khác nhau là khác nhau. Các phenol khơng hịa tan trong nước (lignin,
hydroxycinnamic acid...) thường là thành phần của thành tế bào, trong khi loại hòa tan
thường cư trú ở không bào.[73]
Sơ đồ 1. 1: Phân loại polyphenol
1.2.2. Các hợp chất Polyphenol có trong chè
Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trong
chè. Nhờ các hợp chất này mà chất chiết từ chè xanh có những đặc tính quý giá như
khả năng chống ung thư, chống oxy hóa, giảm cholesteron trong máu…
Các hợp chất polyphenol trong chè chủ yếu là các hợp chất flavonoid, trong đó chia
thành 5 nhóm chính:
•
Hợp chất catechin
•
Hợp chất anthoxanthin
•
Hợp chất anthocyanin
•
Hợp chất leucanthocyanidin
•
Các axit phenol cacboxylic và một số chất khác
1.2.2.1. Hợp chất catechin
Trong các loại thực vật, catechin thường tồn tại ở trạng thái tự do hoặc ở dạng
este với axit gallic. Catechin trong chè thuộc họ flavonoid, nhóm flavan-3- ol, là thành
phần chính của polyphenol chè. Đồng thời nó cũng có vai trị quyết định trong hoạt
tính sinh học và tính chất cảm quan của nước chè pha.[21], [49] Catechin có cơng thức
cấu tạo chung như sau:
GVHD: Tống Thị Minh Thu
10
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Hình 1. 2: Cơng thức cấu tạo của catechin
Trong các hợp chất catechin, R1 và R2 có thể cùng là nguyên tử H-, R2 có thể là
gốc galloyl, R1 cũng có thể là gốc –OH.
Khi R1 = R2 = H ta có catechin (C); khi R1 = H, R2 = OH ta có gallocatechin
(GC). Khi R2 là gốc galloyl, cịn R1 là OH thì chất trên sẽ là catechingallate (CG) và
nếu R2 là gốc galloyl, cịn R1 là H thì chất tạo thành là gallocatechingallate (GCG).
Bên cạnh đó, cấu trúc phân tử của catechin có phân tử có 15 cacbon bao gồm hai vòng
6 cacbon A và B được nối bởi 3 đơn vị cacbon ở vị trí 2; 3; 4, hình thành một dị
vịng C chứa một ngun tử oxy. Cấu trúc của catechin có chứa hai cacbon bất đối ở
vị trí 2 và 3, khơng chứa nối đơi ở vị trí 2; 3 và nhóm 4-oxo nên có thể tạo ra nhiều
đồng phân khác nhau. Hiện nay đã nhận diện được 7 catechin trong chè là
Epigallocatechingallate (EGCG), Epicatechingallate (ECG), Epigallocatechin (EGC),
Gallocatechingallate (GCG), Epicatechin (EC), Gallocatechin (GC) và Catechin (C).
Trong đó, các catechin chủ yếu là EGCG, EGC, ECG, EC và C.[18] Hàm lượng
catechin trong chè có thể lên đến 15 - 20 % CK và thường chiếm trên 70 % tổng lượng
polyphenolcủa lá chè.[10]
EGCG
Đây là thành phần chính trong các hợp chất catechin của chè, công thức phân tử
C22H18O11, khơng màu, kết tinh hình kim nhỏ, vị chát hơi đắng, có khả năng kết tủa
với gelatin, tan trong nước, dễ tan trong acetone, ethanol, ethylacetate...[4]
Trong công thức cấu tạo, R2 là nhóm –OH và R1 là gốc galloyl.
Hình 1. 3: Công thức cấu tạo của (-)-EGCG
GVHD: Tống Thị Minh Thu
11
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Do trong cơng thức phân tử vừa có gốc galloyl, vừa có 3 nhóm –OH ở vịng B
nên EGCG được cho rằng có cấu trúc phân tử và các trung tâm hoạt động chống oxi
hóa hiệu quả nhất trong các catechin chè. Khi nghiên cứu hiệu quả quét gốc tự do
DPPH của catechin và các dẫn xuất của nó, Nanjo và cộng sự
[52]
đã chỉ ra rằng, hiệu
quả quét gốc tự do của các catechin được galloyl hóa (EGCG, ECG, CG) mạnh hơn
nhóm khơng có gốc galloyl (C, EC, GC, EGC) và các catechin mà vịng B có 03 nhóm
–OH thì hiệu quả hơn so với các catechin chỉ có 2 nhóm -OH. Tuy nhiên các tác giả
cũng chỉ ra rằng, ngồi đặc tính cấu trúc thì mức độ phân cực, trạng thái ion hóa và cấu
hình khơng gian cũng có thể ảnh hưởng đến hiệu quả kháng oxi hóa của các hợp chất
này.
Về hàm lượng EGCG trong lá chè, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hàm lượng
này phụ thuộc rất lớn vào giống chè, độ non già của lá và mùa vụ thu hoạch.[22] [27] Lin
và cộng sự
[44]
đã phân tích 10 giống chè Đài Loan vào vụ hè (chiết bằng nước ở
700C/30 phút, tỷ lệ chè/nước là 1/10) cho kết quả trung bình về hàm lượng EGCG là
2,6 ± 0,2% CK. Tuy nhiên hàm lượng này lên tới 9,1 đến 12,9% CK trong búp chè tại
Australia.[74]
EGC
Trong chè, EGC là thành phần catechin có hàm lượng đứng thứ 2, chỉ sau
EGCG. Thành phần này có cơng thức phân tử C15H14O7, kết tinh hình kim nhỏ khơng
màu, vị chát mạnh nhưng có vị ngọt, khơng tác dụng với gelatin, tan trong nước và
ethylacetate, dễ tan trong acetone.[4]
Trong lá chè, hàm lượng EGC thay đổi theo giống, độ non già của lá và mùa vụ
thu hoạch.[27][74] Với thành phần này, Lin và cộng sự
[44]
thu được kết quả 1,1 ± 0,1%
CK, trong khi nó lên tới 3,6 đến 5,2% CK trong nghiên cứu của Yao và cộng sự
(2005).[74]
ECG
Epicatechingallate là thành phần có hàm lượng thường đứng thứ 3 sau EGCG
và EGC. Đây là một trong các catechin được galloyl hóa. Trong cơng thức cấu tạo, gốc
galloyl được gắn vào vị trí C3 ở vịng C (hình 1.4). Cấu tử này có cơng thức phân tử
C15H18O10, kết tinh hình kim nhỏ khơng màu, vị chát hơi đắng, tác dụng với gelatin
cho kết tủa màu trắng, tan trong nước, dễ tan trong acetone, ethanol, ethylacetate...[4]
GVHD: Tống Thị Minh Thu
12
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Hàm lượng ECG cũng thay đổi tùy theo giống chè, độ non già của lá và mùa vụ
thu hoạch. Kết quả nghiên cứu của Lin [44] và Yao [74] về hàm lượng catechin này là 1,1
± 0,1% CK và từ 3,2 đến 4,1% CK tương ứng.
Hình 1. 4: Cơng thức cấu tạo của ECG
EC và C
Đây là 2 cấu tử catechin có hàm lượng thấp nhất trong các catechin chè. Cơng
thức phân tử của nó là C15H11O6, ở dạng tinh khiết khơng màu, kết tinh hình lăng trụ,
chát dịu có dư vị ngọt, khơng kết tủa với gelatin, khó tan trong nước lạnh nhưng dễ tan
trong nước nóng, ethanol, acetone...[4]
Hình 1. 5: Công thức cấu tạo của C(A) và EC(B)
Cũng giống như các thành phần khác, hàm lượng EC và C thay đổi theo giống,
độ non già của lá... [74] Kết quả phân tích của Lin và cộng sự [44] trong 10 giống chè Đài
Loan cho hàm lượng trung bình của chúng là 0,33% và 0,13% CK tương ứng.
Tính chất của các hợp chất catechin có trong chè
Các hợp chất catechin trong lá chè đã được tách ra từng chất ở dạng tinh khiết,
ở thể rắn chúng là những chất kết tinh khơng màu, hình kim hoặc hình lăng trụ, có vị
chát ở mức độ khác nhau, riêng hai chất L-EGC và este gallat của nó có vị chát hơi
đắng khi ở dạng tự do và chuyển thành vị chát dịu khi ngưng thành các catechin.
Các catechin đều dễ tan trong nước nóng, rượu, axeton, etyl axetat tạo
dung dịch khơng màu, không tan trong các dung môi không phân cực hoặc ít
GVHD: Tống Thị Minh Thu
13
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
phân cực như benzen hoặc clorofooc.
Các catechin tác dụng với FeCl3 cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tuỳ theo
số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử. Các catechin có tính khử mạnh nên dễ dàng bị
oxy hóa bởi dung dịch KMnO4 trong môi trường axit và bởi dung dịch I2 trong mơi
trường kiềm, chúng có thể tự oxy hóa trong khơng khí ẩm. Dưới tác dụng của các men
oxy hóa khử hoặc nhiệt độ cao, các chất catechin bị oxy hóa và tiếp đến sản phẩm oxy
hóa trung gian của chúng lại gây ra hàng loạt các biến đổi hóa học làm chuyển hóa các
chất có trong lá chè, góp phần tạo ra các chất thơm đặc trưng cho các loại chè.
1.2.2.2. Hợp chất anthoxanthin (flavonol)
Các hợp chất anthoxanthin trong chè đã được nhận dạng là kaempferol,
quercetin và myricetin. Các hợp chất này thường tồn tại ở cả dạng tự do và kết hợp
(dạng glycoside). Hàm lượng anthoxanthin trong chè rất thấp nếu so sánh với các
catechin. Trong giống chè Trung Quốc, chúng chỉ dao động từ 0,4 – 1,5% CK.[4]
Chúng có cơng thức cấu tạo chung như sau [7]:
Hình 1. 6: Cơng thức cấu tạo của Anthoxanthin
Trong đó:
-
Nếu R1 = R3 = (-H); R2 = (-OH): ta có chất Kaempferol.
-
Nếu R1 = R2 = (-OH); R3 = (-H): ta có chất Quercetin.
-
Nếu R1 = R2= R3 = (-OH): ta có chất Myricetin.
Các anthoxanthin trong lá chè tươi tồn tại cả hai dạng tự do và kết hợp, hơn nữa
các glycosid của chúng thường đính gốc đường tại vị trí thứ 3.
1.2.2.3. Hợp chất anthocyanin
Hợp chất anthocyanin thuộc nhóm flavonoid dẫn xuất croman. Trong thực vật,
hầu như các hợp chất anthocyanin đều tồn tại ở trạng thái kết hợp với các gốc đường
(glycosid).
Tất cả các anthocyanin đều có chứa trong vịng pyran oxy hóa trị tự do.
GVHD: Tống Thị Minh Thu
14
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Ở trạng thái tự do, anthocyanin gồm 3 aglycon chủ yếu là pelargonidin, cyanidin và
delphinidin.
Các glycosid của anthocyanin được tạo thành do gốc đường glucoza,
galactoza hoặc ramnoza kết hợp với gốc aglycon có màu gọi là anthocyanidin. Do đó,
khi thủy phân các glycosid của anthocyanin thì được đường và anthocyanidin.[6][7]
Chúng tan trong nước và có trong dịch bào thực vật, có vị đắng và màu sắc thay đổi
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: hàm lượng catechin và anthoxanthin, nhiệt độ dung
dịch và nồng độ của chúng. Nhìn chung, các giống chè có búp màu tím thường hàm
lượng anthocyanin cao hơn búp màu xanh.[4]
1.2.2.4. Phenol carbocylic acid
Axit phenol cacboxylic là nhóm chất tự nhiên có trong thực vật, trong phân tử
có chứa nhóm phenol và nhóm cacbonyl.
Trong lá chè tươi có nhiều acid hữu cơ như: gallic acid, ellagic acid,
methadigallic acid, chlorogenic acid, cafeic acid, para-coumaric acid, galloylquinic
acid. Tuy nhiên hàm lượng của chúng không cao. Trong các acid này, gallic acid có
vai trị quan trọng trong việc hình thành chất chát và hoạt tính kháng oxi hóa của dich
chiết chè [4]. Fernandez và cộng sự [33] đã phân tích hàm lượng gallic acid trong 12 mẫu
chè xanh có nguồn gốc từ Trung Quốc và Nhật Bản, các tác giả cho biết hàm lượng
này rất thấp, chỉ dao động từ 0,004% CK đến 0,12% CK.
1.2.2.5. Hợp chất leucoanthocyanin
Hợp chất leucoanthocyanin là sự kết hợp của các gốc aglycol với gốc đường
(glycosid). Các leucoanthocyanin trong thành phần polyphenol chè thường gặp là
leucoxyanidin và leucodelphinidin. Chúng tồn tại ở cả trạng thái tự do và dạng
glycoside. Hàm lượng của chúng trong lá chè tươi cũng rất ít nếu so sánh với các
catechin. Các leucoanthocyanin là dạng trung gian giữa catechin và anthocyanin.[4]
GVHD: Tống Thị Minh Thu
15
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Hình 1. 7: Cơng thức cấu tạo hợp chất Leucoanthocyanin
1.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng polyphenol/catechin trong lá chè
Giống chè: Hàm lượng polyphenol/catechin phụ thuộc rất lớn vào giống chè.
Nhìn chung, chè Ấn Độ (Asammica) thường có hàm lượng polyphenol cao hơn giống
chè Trung Quốc (Sinensis).[9] Wu và cộng sự
[71]
cho biết, hàm lượng catechin tổng số
trong 04 giống chè Trung Quốc (Ziya, Wuniuzao, Huangyezao, Fudingdabaicha) dao
động từ 11,4% CK đến 22,5% CK. Ở Việt Nam, Vũ Hồng Sơn và Hà Duyên Tư [7] đã
chỉ ra rằng, hàm lượng polyphenol tổng số của giống chè Shan > PH1 > Trung du >
LDP1. Nhìn chung hàm lượng này trong lá non thu hái vụ đông dao động trong
khoảng từ 17,5 – 19,6% CK.
Độ non già của nguyên liệu: Độ non già của lá chè có ảnh hưởng rất lớn đến
hàm lượng polyphenol. Nhìn chung, lá càng non hàm lượng polyphenol/catechin càng
lớn. Trong một búp chè, hàm lượng này giảm theo thứ tự: lá 1 > lá 2 > lá 3 > cuộng.[10]
Trong nghiên cứu của Baptista và cộng sự,[22] hàm lượng polyphenol tổng số đạt
18,5% CK trong búp 1 tơm 2 lá, trong khi nó chỉ là 11,5% CK trong các lá bánh tẻ và
già (hỗn hợp từ lá thứ 3 đến lá thứ 8).
Mùa vụ thu hoạch: Sự tổng hợp tannin hay polyphenol trong lá chè chịu ảnh
hưởng rất lớn bởi cường độ chiếu sáng, khi cường độ chiếu sáng tăng thì hàm lượng
này tăng và ngược lại.[9][74] Do vậy trong một năm, hàm lượng polyphenol trong lá chè
thường đạt cực đại vào mùa hè và thấp hơn ở mùa thu và mùa xuân.
Chế độ canh tác: Dinh dưỡng cho cây chè cũng ảnh hưởng đến hàm lượng
tannin và polyphenol trong nguyên liệu. Nhìn chung, khi tăng lượng bón phân đạm thì
hàm lượng polyphenol trong lá chè giảm và hàm lượng này tăng khi tăng lượng lân và
ka li.[17]
Ngồi các yếu tố trên thì hàm lượng polyphenol trong lá chè cũng chịu ảnh
hưởng của các yếu tố như thổ nhưỡng, khí hậu, tuổi cây...[45] Nguyễn Văn Chung và
Trương Hương Lan
[2]
đã khảo sát hàm lượng polyphenol tổng số trong chè xanh tại
Phú Thọ, Thái Nguyên và Lâm Đồng, các tác giả cho biết hàm lượng này đạt trung
bình 14,8% CK, 18,5% CK và 18,8% CK tương ứng.
GVHD: Tống Thị Minh Thu
16
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
1.2.4. Phương pháp định tính, định lượng polyphenol trong lá chè
1.2.4.1. Phương pháp định tính bằng thuốc thử
-
Định tính nhóm Anthranoid bằng phản ứng Borntraeger.
-
Định tính nhóm Steroid – triterpenoid bằng: Thuốc thử Salkowski, Liebermann –
Burchard, Rosenthaler,...
-
Định tính alkaloid bằng: Thuốc thử Mayer, Wagner.
-
Định tính nhóm flavonoid bằng: Dung dịch FeCl3 bão hồ, H2SO4 đặc.
-
Định tính nhóm saponin bằng khả năng tạo bọt, định tính chỉ số tạo bọt.
Khảo sát sự hiện diện của các hợp chất Anthranoid
Phản ứng Borntraeger
Nguyên tắc: Trong thiên nhiên các hợp chất Anthranoid có thể tồn tại dưới dạng
oxy hoá (Anthraquinone) hoặc dạng khử (Anthranol, Anthrone), dạng tự do (aglycone)
hoặc dạng kết hợp (glycoside). Các hợp chất Anthranoid khi tác dụng với kiềm
(amoniac, natri hydroxyd hoặc kali hydroxyd) sẽ tạo các dẫn chất phenolate có màu
đỏ tím.
Khảo sát sự hiện diện của Steroid – triterpenoid
Đặc điểm: Steroid là những alcol thể rắn được phân bố rộng rãi trong tự nhiên,
cấu trúc tổng quát vòng cyclopentanopentanoperhyrophenantren hoặc một vài trường
hợp hiếm gặp là dạng biến đổi của hệ thống vịng nói trên. Steroid có nguồn gốc sinh
tổng hợp như triterpen với chất liệu cơ bản là pharnesyl pyrophosphat. Sterol thuộc
nhóm steroid, phân bố rộng rãi, thường có mặt song song với các alkaloid hoặc
saponinsteroid. Chúng có nguồn gốc động vật (cholesterol) hoặc thực vật (phytosterol,
β –sitosterol, ergosterol, stigmasterol,…). Sterol có mặt trong tất cả các bộ phận của
cây nhưng có nhiều nhất ở các hạt có dầu dưới dạng tự do hoặc các ester. Sterol là chất
khơng phân cực, rất ít tan trong nước, tan trong dầu béo, carotene. Tan nhiều trong các
dung môi không phân cực như petroleum ether, benzen, chloroform, nên thường dùng
các dung môi này để chiết sterol. Sản phẩm chiết được bằng dung môi hữu cơ thường
là hỗn hợp các ester sterol kết hợp với lipid, carotene, lecitin. Phải qua giai đoạn xà
phịng hóa để tách các chất này ra khỏi sterol, sau đó chiết sterol bằng dung mơi hữu
cơ. Tinh chế bằng kết tinh phân đoạn.
Một số thuốc thử nhận biết Steroid – triterpenoid:
GVHD: Tống Thị Minh Thu
17
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Thuốc thử Liebermann – Burchard:
Anhidrid acetic 1 ml
H2SO4 đậm đặc
Dung dịch xuất hiện màu lục, hồng, cam hoặc đỏ và bền là phản ứng dương tính.
Thuốc thử Salkowski: H2SO4 đậm đặc, nếu xuất hiện màu đỏ đậm, xanh, xanh
tím là phản ứng dương tính.
Phản ứng Rosenthaler để phát hiện Steroid – triterpenoid:
-
Vanilin 1%/ethanol 2 giọt, 10 ml nước cất.
-
Hỗn hợp hai dung dịch và thêm đủ 100 ml nước cất.
Dung dịch sẽ xuất hiện tủa trắng hoặc vàng nhạt.
Khảo sát sự hiện diện của Alkaloid
Đặc điểm: Alkaloid là những hợp chất hữu cơ chứa dị vịng nitơ, có tính base,
thường gặp ở nhiều loại thực vật, đơi khi cịn tìm thấy trong một số lồi động vật.
Alkaloid tồn tại ở hai trạng thái rắn và lỏng. Đa số chúng không tan trong nước (trừ
nicotin và coniine), hầu hết tan trong dung môi hữu cơ như
benzen, ether,
chloroform,…
Các alkaloid đa số khơng mùi và có vị đắng, một số ít có vị cay (piperine).
Đặc biệt alkaloid có hoạt tính sinh lý cao đối với cơ thể người và động vật, nhất là đối
với hệ thống thần kinh. Với một lượng nhỏ, alkaloid có thể là chất độc gây chết người
(như thuốc phiện, heroin), nhưng nó có khi lại là thần dược trị bệnh đặc hiệu hay thành
phần quan trọng trong một số thực phẩm (như cacao, cà phê,…).
Alkaloid có chứa lưu huỳnh thường có độc tính rất mạnh, có nhiều trong các
loại nấm độc.
Một số thuốc thử Alkaloid:
Thuốc thử Mayer:
•
Dung dịch 1: Hòa tan 1,36 g HgCl2 trong 60 ml nước cất.
•
Dung dịch 2: Hịa tan 5 g KI trong 10 ml nước cất.
•
Hỗn hợp hai dung dịch và thêm đủ 100 ml nước cất.
Dung dịch xuất hiện tủa trắng hoặc vàng nhạt.
Thuốc thử Wagner:
•
I2 :
1,27g
GVHD: Tống Thị Minh Thu
18
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Cơng Nghệ KTHH
•
KI:
•
H2O: vừa đủ 100 ml
Nghiên Cứu Khoa Học
2g
Dung dịch xuất hiện tủa màu nâu.
Khảo sát sự hiện diện của Flavonoid
Đặc điểm: Flavonoid là những hợp chất màu phenol thực vật, tạo nên rất nhiều
màu cho rau, quả, hoa,... Phần lớn chúng có màu vàng, một số ít có màu xanh, tím, đỏ
hay khơng màu. Một số alkaloid tan trong nước, rượu, acid vô cơ lỗng và base băng.
Flavonoid có cấu trúc cơ bản là 1,3 diphenylpropan, gồm 2 vòng benzen A và B nối
với nhau qua một dây 3 carbon, nên thường gọi là C6-C3-C6. Nếu dây C3 đóng thì đánh
số bắt đầu từ dị vòng với dị nguyên tố oxygen mang số 1, rồi đánh tiếp đến vòng A,
còn vòng B đánh số phụ.
Nếu dây C3 hở, đánh số chính trên vịng B và đánh số phụ trên vòng A.
Một số thuốc thử Flavnoid:
Với dung dịch FeCl3 bão hòa: Nếu tạo thành dung dịch màu xanh đen là phản
ứng dương tính.
Với dung dịch H2SO4 đậm đặc: Xuất hiện màu vàng đậm đến cam hoặc đỏ đến
xanh dương, tùy vào loại hợp chất khác nhau mà có màu khác nhau.
Khảo sát sự hiện diện của saponin
Định tính khả năng tạo bọt của saponin trong môi trường acid, base:
-
Thuốc thử:
HCl
: 0,1N
NaOH : 0,1N
-
Nếu ống pH = 13 cột bọt cao hơn nhiều so với ống pH = 1, có thể có saponin
steroid.
1.2.4.2. Phương pháp sắc ký lớp mỏng TLC
Nguyên tắc: Phương pháp sắc ký lớp mỏng được dùng để định tính, thử tinh
khiết và đôi khi để bán định lượng hoặc định lượng hoạt chất thuốc.
Định nghĩa: Sắc ký lớp mỏng là một kỹ thuật tách các chất được tiến hành khi
cho pha động di chuyển qua pha tĩnh trên đó đã đặt hỗn hợp các chất cần tách.
Pha tĩnh là chất hấp phụ được chọn phù hợp theo từng yêu cầu phân tích, được
trải thành lớp mỏng đồng nhất và được cố định trên các phiến kính hoặc phiến kim
loại.
GVHD: Tống Thị Minh Thu
19
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành Công Nghệ KTHH
Nghiên Cứu Khoa Học
Pha động là một hệ dung môi đơn hoặc đa thành phần được trộn với nhau theo
tỷ lệ quy định trong từng chuyên luận.
Trong quá trình di chuyển qua lớp hấp phụ, các cấu tử trong hỗn hợp mẫu thử
được di chuyển trên lớp mỏng, theo hướng pha động, với những tốc độ khác nhau.
Kết quả
Ta thu được một sắc ký đồ trên lớp mỏng.
Cơ chế của sự chia tách có thể là cơ chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion, sàng lọc
phân tử hay sự phối hợp đồng thời của nhiều cơ chế tùy thuộc vào tính chất của chất
làm pha tĩnh và dung môi làm pha động.
Ðại lượng đặc trưng cho mức độ di chuyển của chất phân tích là hệ số di
chuyển Rf được tính bằng tỷ lệ giữa khoảng dịch chuyển của chất thử và khoảng dịch
chuyển của dung mơi:
Rf =
b
a
Trong đó:
a: là khoảng cách từ điểm xuất phát đến mức dung môi đo trên cùng đường đi
của vết, tính bằng cm.
b: là khoảng cách từ điểm xuất phát đến tâm của vết mẫu thử, tính bằng cm.
.
Rf: Chỉ có giá trị từ 0 đến l.
1.2.4.3. Phương pháp UV-VIS
Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử hay còn gọi là phương pháp đo quang,
phương pháp phân tích trắc quang phân tử là một trong những phương pháp phân tích
cơng cụ thơng dụng với rất nhiều thế hệ máy khác nhau, từ các máy đơn giản của thế
hệ trước còn được gọi là các máy so màu đến các máy hiện đại được tự động hóa hiện
GVHD: Tống Thị Minh Thu
20
SVTH: Tống Thị Ngọc Bé
