động thái biến đổi polyphenol và khả năng kháng oxi hoá của quả sim trong quá trình chín
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.59 MB, 117 trang )
Bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học nông nghiệp hà nội
đinh hải đăng
ơ
NG THI BIN I POLYPHENOL V KH NNG
KHNG OXI HểA CA QU SIM TRONG QU TRèNH CHN
luận văn thạc sĩ nông nghiệp
Hà Nội - 2012
Bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học nông nghiệp hà nội
đinh hải đăng
ơ
NG THI BIN I POLYPHENOL V KH NNG
KHNG OXI HểA CA QU SIM TRONG QU TRèNH CHN
luận văn thạc sĩ nông nghiệp
Chuyên ngành : Cụng ngh sau thu hoch
Mã số : 60.54.10
Ngời hớng dẫn khoa học : PGS.TS. NGUYN TH BCH THY
Hà Nội - 2012
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
i
LỜI CAM ðOAN
Tôi xin cam ñoan rằng, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng ñể bảo vệ học vị nào.
Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ ñể thực hiện luận văn này ñược
cám ơn và các thong tin trích dẫn trong luận văn này ñều ñã ñược chỉ rõ
nguồn gốc.
Tác giả luận văn
ðinh Hải ðăng
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
ii
LỜI CÁM ƠN
Tôi xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Thị Bích Thuỷ, Phó
Trưởng Khoa Công nghệ Thực phẩm, ThS. Lại Thị Ngọc Hà, giảng viên bộ
môn Hoá Sinh – Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Khoa Công nghệ Thực
phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình hướng dẫn và tạo
mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực tập cũng như trong quá
trình học tập.
Tôi cũng xin cám ơn tới toàn thể cán bộ, nhân viên bộ môn Hoá sinh –
Công nghệ Sinh học Thực phẩm và toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Công
nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã giúp đỡ và chỉ
bảo cho tôi trong suốt thời gian qua.
Tôi xin cám ơn tới Ban giám đốc, lãnh đạo và chuyên viên phòng
Chuyển giao Tiến bộ Kỹ thuật – Trung tâm Khuyến nông Quốc gia đã tạo
điều kiện về thời gian và giúp đỡ tôi hoàn thành công việc trong suốt khoá
học.
Đồng thời, tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình,
bạn bè, những người thân đã luôn ở bên cạnh động viên, khích lệ và giúp đỡ
tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian tôi thực hiện đề tài
này.
Hà Nội, ngày 19 tháng 11 năm 2011
Học viên
ðinh Hải ðăng
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
iii
MỤC LỤC
Phần I: MỞ ðẦU 1
1.1 . Đặt vấn đê 1
1.2 . Mục đích yêu cầu 3
1.2.1. Mục đích 3
1.2.2. Yêu cầu 3
Phần II: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
2.1.Giới thiệu về polyphenol 4
2.1.1. Định nghĩa và phân loại 4
2.1.1.1. Định nghĩa 4
2.1.1.2 Phân loại 5
2.1.2. Vai trò của polyphenol 12
2.1.2.1. Đối với thực vật 12
2.1.2.2. Đối với sản phẩm thực phẩm 12
2.1.2.3. Đối với sức khỏe con người 13
2.1.3. Sự biến đổi của polyphenol trong quá trình chín 14
2.1.3.1. Sự biến đổi của polyphenol 15
2.1.3.2. Các chất chống oxi hóa 16
2.1.3.3. Các cơ chế chống oxi hóa 18
2.2. Gíới thiệu về cây sim 20
2.2.1. Đặc điểm thực vật học 21
2.2.2. Thành phần hóa học 23
2.2.3. Thực trạng và tiềm năng của cây sim ở Việt Nam 24
Phần III: ðỐI TƯỢNG - NỘI DUNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
3.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu 26
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 26
3.1.2. Thời gian nghiên cứu 27
3.1.3. Địa điểm nghiên cứu 27
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
iv
3.1.4. Dụng cụ và hóa chất 27
3.1.4.1. Dụng cụ và thiết bị 27
3.1.4.2. Hóa chất 28
3.2. Nội dung nghiên cứu 28
3.3. Phương pháp nghiên cứu 28
3.3.1. Phương pháp phân tích hóa lý 28
3.3.1.1. Phương pháp xác định màu sắc vỏ quả 28
3.3.1.2. Phương pháp xác định khối lượng trung bình quả 28
3.3.1.3. Phương pháp xác định chất khô tổng số 28
3.3.2. Phương pháp chiết mẫu 29
3.3.3. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol tổng số 30
3.3.4. Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin tổng số 30
3.3.5. Phương pháp xác định khả năng kháng oxi hóa 32
3.3.6. Phương pháp xác định hàm lượng flavan-3-ol 33
3.3.7. Phương pháp xác định hàm lượng proanthocyanidin 33
3.3.8. Phương pháp xác định hàm lượng flavon và flavonol 34
3.3.9. Phương pháp xử lý số liệu 34
Phần IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35
4.1.Một số chỉ tiêu hoá lý của của sim ở các độ chín 35
4.1.1. Khối lượng qủa sim ở các độ chín 35
4.1.2. Chỉ số màu sắc của quả sim ở các độ chín 35
4.1.3. Hàm lượng chất khô của quả sim ở các độ chín 35
4.2. Động thái biến đổi các hợp chất phenol và khả năng kháng oxi hoá của quả
sim trong quá trình chín 39
4.2.1 Động thái biến đổi các hợp chất phenol của quả sim ở các độ chín 39
4.2.1.1. Sự biến đổi hàm lượng polyphenol tổng số 39
4.2.1.2. Sự biến đổi hàm lượng anthocyanin tổng số 41
4.2.1.3. Sự biến đổi hàm lượng flavan-3-ol 43
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
v
4.2.1.4. Sự biến đổi hàm lượng flavon và flavonol tống số 44
4.2.1.5. Sự biến đổi hàm lượng proanthocyanidin 45
4.2.2. Khả năng kháng oxy hóa của quả sim trong quá trình chín 47
4.3. Mối tương quan giữa các hợp chất phenol và khả năng kháng oxi hoá của
quả sim trong quá trình chín 50
4.3.1. Mối tương quan giữa khả năng kháng oxi hóa và hàm lượng polyphenol
tổng số 50
4.3.2. Mối tương quan giữa khả năng kháng oxi hóa và hàm lượng
anthocyanin 52
4.3.1. Mối tương quan giữa khả năng kháng oxi hóa và hàm lượng
flavonoid 53
4.3.1. Mối tương quan giữa khả năng kháng oxi hóa và hàm lượng
flavonol 55
4.3.1. Mối tương quan giữa khả năng kháng oxi hóa và hàm lượng
proanthocyanidin 56
Phần V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58
PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC……… …………………………………………………………….62
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Ký hiệu độ chín của quả sim 26
Bảng 4.1. Hàm lượng polyphenol tổng số của một số loại quả 40
Bảng 4.2. Hàm lượng anthocyanin tổng số của một số loại quả 41
Bảng 4.3. Khả năng kháng oxi hóa của một số loại quả nhiệt đới Florida 48
Bảng 6.1. Một số chỉ tiêu lý hóa của quả sim ở các độ chín 67
Bảng 7.1. Hàm lượng các hợp chất phenol và khả năng kháng oxi hóa của quả
sim 68
Bảng 8.1. Hệ số tương quan Pearson (r) giữa hàm lượng các hợp chất phenol và
khả năng kháng oxy hóa của quả sim thu hái tại TN,HD,HB 69
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Tổng hợp phenylpropanoid
4
Hình 2.2. Phân loại các hợp chất phenol 5
Hình 2.3. Phân nhóm acid hydroxycinamic 6
Hình 2.4. Cấu trúc Catechin 7
Hình 2.5. Cấu trúc Galocatechin 7
Hình 2.6. Cấu trúc phân tử flavan-3-ol 7
Hình 2.7. Cấu trúc đặc trưng của procyanindin 8
Hình 2.8. Cấu trúc của hợp chất flavonol 8
Hình 2.9. Cấu trúc anthocyanin 9
Hình 2.10. Cấu trúc anthocyanidin 9
Hình 2.11. Cấu trúc Denphynidin 10
Hình 2.12. Cấu trúc Phenyl propan 10
Hình 2.13. Cấu trúc Lignin 11
Hình 2.14. Cấu trúc tanin 11
Hình 2.15. Vô hoạt gốc tự do bởi flavonoid 18
Hình 2.16. Cơ chế tạo phức giữa các flavonoid 19
Hình 2.17. Sự giống nhau về cấu trúc của flavonoid và xanthine 19
Hình 2.18. Cấu trúc vùng đảm bảo khả năng chống oxi hóa của polyphenol 20
Hình 3.1. Sơ đồ chiết mẫu 29
Hình 4.3. Sự biến đổi chỉ số a theo độ chín 37
Hình 4.2. Sự biến đổi chỉ số L theo độ chín 36
Hình 4.3. Sự biến đổi chỉ số a theo độ chín 37
Hình 4.4. Sự biến đổi chỉ số b theo độ chín 37
Hình 4.5. Sự biến đổi hàm lượng chất khô tổng số 38
Hình 4.6. Sự biến đổi hàm lượng phenyphenol tổng số 39
Hình 4.7. Sự biến đổi hàm lượng anthocyanin 42
Hình 4.8. Sự biến đổi hàm lượng flavan-3-ol 44
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
viii
Hình 4.9. Sự biến đổi hàm lượng flavol và flavonol 45
Hình 4.10. Sự biến đổi hàm lượng proanthocyanidin 46
Hình 4.11. Sự biến đổi hàm lượng khả năng kháng oxi hóa 47
Hình 4.12. Mối tương quan giữa hàm lượng phenyphenol tổng số và khả năng
kháng oxi hóa của mẫu TN 51
Hình 4.13. Mối tương quan giữa hàm lượng phenyphenol tổng số và khả năng
kháng oxi hóa của mẫu HD 51
Hình 4.14. Mối tương quan giữa hàm lượng phenyphenol tổng số và khả năng
kháng oxi hóa của mẫu HB 51
Hình 4.15. Mối tương quan giữa hàm lượng anthocyanin và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu TN 52
Hình 4.16. Mối tương quan giữa hàm lượng anthocyanin và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu TN 52
Hình 4.17. Mối tương quan giữa hàm lượng anthocyanin và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu TN 53
Hình 4.18. Mối tương quan giữa hàm lượng flavanoid và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu TN 54
Hình 4.19. Mối tương quan giữa hàm lượng flavanoid và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu HD 54
Hình 4.20. Mối tương quan giữa hàm lượng flavanoid và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu HB 54
Hình 4.21. Mối tương quan giữa hàm lượng flavanol và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu TN 55
Hình 4.22. Mối tương quan giữa hàm lượng flavanol và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu HD 55
Hình 4.23. Mối tương quan giữa hàm lượng flavanol và khả năng kháng oxi
hóa của mẫu HB 56
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
ix
Hình 4.24. Mối tương quan giữa hàm lượng proanthocyanidin và khả năng
kháng oxi hóa của mẫu TN 56
Hình 4.25. Mối tương quan giữa hàm lượng proanthocyanidin và khả năng
kháng oxi hóa của mẫu HD 57
Hình 4.26. Mối tương quan giữa hàm lượng proanthocyanidin và khả năng
kháng oxi hóa của mẫu HB 57
Phụ lục 1. Đường chuẩn acid gallic 62
Phụ lục 2. Đường chuẩn trolox 63
Phụ lục 3. Đường chuẩn catechine 64
Phụ lục 4. Đường chuẩn cyaniding chloride 65
Phụ lục 5. Đường chuẩn quecetine 66
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
CK : Chất khô
GAE : Gallic Acid Equivalent
TE : Trolox Equivalent
DPPH : Diphenylpicrylhdrazyl
QE : Quercetine Equivalent
CE : Catechine Equivalent
CCE : Cyanidin Chlorid Equivalent
HD : Hải Dương
C3G : Cyanidin 3-Glucosid
HB : Hòa Bình
HD : Hải Dương
TN : Thái Nguyên
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
1
Phần I: MỞ ðẦU
1.1. ðặt vấn ñề
Trong những năm gần đây, giới khoa học nói riêng và xã hội nói chung
giành sự quan tâm đặc biệt cho các “gốc tự do”, “stress oxi hóa” và các “chất
chống oxi hóa”. “Stress oxi hóa” là hiện tượng xuất hiện trong cơ thể sinh vật
khi có sự mất cân bằng giữa việc sản xuất các gốc tự do và hoạt động của các
chất chống oxi hóa. Hiện tượng này là nguyên nhân của rất nhiều bệnh hiểm
nghèo trong đó có ung thư, các bệnh tim mạch, các bệnh suy giảm hệ thần kinh
(Alzheimer, Parkinson) và lão hóa sớm (Favier, 2003; Gardès-Albert & cs.,
2003; Pincemail & cs., 1998; Fouad, 2006; Edeas, 2006). Kết quả của của nhiều
nghiên cứu cho thấy có một mối liên hệ nghịch giữa khả năng xuất hiện các căn
bệnh trên và chế độ ăn giàu rau quả (Ziegler, 1991; Genkiger & cs., 2004). Giải
thích hợp lý cho mối liên hệ nghịch này là sự có mặt của các chất chống oxi hóa
tự nhiên có trong rau quả.
Các chất chống oxi hóa là các hợp chất có khả năng làm chậm lại, ngăn
cản hoặc đảo ngược quá trình oxi hóa các hợp chất có trong tế bào của cơ thể
(Jovanovic và Simic, 2000; Lachman & cs., 2000; Singh và Rajini, 2004). Hệ
thống các chất chống oxi hóa của cơ thể người được cung cấp bởi hai nguồn:
bên trong và bên ngoài. Các chất chống oxi hóa bên trong bao gồm các protein
(ferritine, transferrine, albumine, protein sốc nhiệt) và các enzyme chống oxi
hóa (superoxyde dismutase, glutathion peroxydase, catalase). Các chất chống
oxi hóa bên ngoài là các cấu tử nhỏ được đưa vào cơ thể qua con đường thức ăn
bao gồm vitamine E, vitamine C, các carotenoid và các hợp chất phenol (Niki &
cs., 1995; Lachman & cs., 2000; Pincemail & cs., 1998; Vansant & cs., 2004).
Chúng được coi là các chất chống oxi hóa tự nhiên. Việc sử dụng nhiều rau quả
là con đường đơn giản và hữu hiệu nhất để tăng cường hoạt động của hệ thống
chống oxi hóa và ngăn ngừa các bệnh có nguồn gốc stress oxi hóa.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
2
Các hợp chất phenol là một trong các nhóm sản phẩm trao đổi chất bậc
hai chủ yếu của thực vật, rất đa đạng về cấu trúc và chức năng. Ở thực vật, các
hợp chất phenol tạo màu cho thực vật (anthocyanin); bảo vệ thực vật trước tia
cực tím, chống lại sự oxi hóa; là hợp chất tín hiệu cho sự cộng sinh giữa thực
vật và vi khuẩn nốt sần; bảo vệ thực vật trước sự tấn công của vi sinh vật gây
hại (như vi khuẩn gây thối rễ ở khoai tây); là vật liệu góp phần vào độ bền chức
của thực vật và sự thấm của thành tế bào đối với nước và khí (Chirinos & cs.,
2007; Al-Saikhan & cs., 1995). Đối với các thực phẩm, các hợp chất phenol là
những chất hoạt động giữ vai trò chủ đạo quyết định hương vị của nhiều loại
sản phẩm có nguồn gốc từ thực vật. Chúng ảnh hưởng đến màu sắc và vị của
hầu hết các sản phẩm thực phẩm và ở một mức độ nhất định chúng tham gia vào
các quá trình tạo ra các cấu tử thơm mới tạo nên hình thơm đặc biệt cho sản
phẩm (Lê Ngọc Tú, 2003). Về mặt y học, việc sử dụng các thực phẩm giàu các
hợp chất phenol như trà, rượu vang đỏ được chứng minh là có lợi cho sức khoẻ.
Sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait.) Hassk) là cây được sử dụng từ lâu
trong dân gian để chữa bệnh. Quả sim có chứa protein, chất béo, glucid, vitamin
A, thiamin, riboflavin, acid nicotinic, đặc biệt là các hợp chất polyphenol. Các
hợp chất polyphenol chủ yếu bao gồm: anthocyanin, flavan-3ol,
proanthocyanidine, flavon và flavonol. Quả sim khi chín có hàm lượng
anthocyanin cao nên quả có màu tím sẫm.
Hiện nay, ở Việt Nam, việc sử dụng sim chưa đúng với giá trị của nó.
Quả sim được dùng để ăn, làm rượu sim (ở đảo Phú Quốc) và dùng để chữa
bệnh trong dân gian. Trong quan niệm của người dân, đây là loại cây dại ít có
giá trị kinh tế, vì vậy việc sử dụng và khai thác sim đến nay vẫn chỉ thực hiện
trên các cây sim hoang dại, mọc tự nhiên trên đất trống, đồi trọc trong rừng và
hải đảo, chưa có nghiên cứu nào tập trung vào nghiên cứu thành phần, kỹ thuật
trồng
, khai thác và sử dụng sim với quy mô lớn. Với hiện trạng như vậy, năm
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
3
2007 cây sim đã được xếp vào danh sách 240 loại cây chưa khai thác đúng tiềm
năng “Neglected and Underutilised Crop Species”(NUS).
Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ chín của quả có ảnh hưởng đến sự
tích lũy polyphenol tổng số do có sự thay đổi các loại polyphenol thành phần, vì
khả năng kháng oxi hoá khác nhau theo độ chín của quả. Ngoài ra các yếu tố
môi trường sinh thái như ánh sáng, loại đất trồng, dinh dưỡng cũng ảnh hưởng
đến sự tích lũy các chất trong quả. Do vậy, để có dữ liệu khoa học làm cơ sở
cho việc xác định độ chín thu hoạch của quả sim để thu hồi dịch chiết giàu
polyphenol, chúng tôi tiến hành đề tài: “ ðộng thái biến ñổi polyphenol và khả
năng kháng oxi hoá của quả sim trong quá trình chín”
1.2. Mục ñích và yêu cầu
1.2.1. Mục ñích
Nghiên cứu sự biến đổi hàm lượng polyphenol, anthocyanin, khả năng
kháng oxi hóa của quả Sim để làm cơ sở cho việc xác định độ chín thu hái quả
nhằm thu hồi dịch chiết giàu polyphenol.
1.2.2. Yêu cầu
1. Xác định được một số chỉ tiêu lý, hoá của quả sim trong quá trình chín.
2. Xác định được mối quan hệ giữa độ chín với thành phần, hàm lượng
polyphenol và khả năng kháng oxi hoá của quả sim thu hái tại các vùng sinh
thái khác nhau.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
4
Phần 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về polyphenol
2.1.1. ðịnh nghĩa và phân loại
ðịnh nghĩa
Theo Shahidi và Nackz (2004), các hợp chất phenol là các sản phẩm trao đổi
chất của đường hướng shikimat va sự trao đổi phenylpropanoid. Về đặc điểm
cấu tạo, các hợp chất phenol là những hợp chất hữu cơ mà phân tử có chứa
nhóm hidroyl (-OH) liên kết trực tiếp vói nguyên tử cacbon của vòng benzene.
Hình 2.1. Tổng hợp phenylpropanoid, stilbene, lignan, suberin, cutine, flavonoid và
tanin từ phenylalanine (Shahidi và nackz, 2004, trích Chirinos, 2008)
Phenol là những hợp chất thơm có nhóm hydroxyl đính trực tiếp với nhân
benzen, phân tử có nhiều nhóm hydroxyl đính trực tiếp với vòng benzen thì
được gọi là polyhydroxylphenol (monomer), nhiều monomer gắn với nhau được
gọi là polymer ( Lê Ngọc Tú, 2003)
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
5
Phân loại
Dựa vào cấu trúc, các hợp chất phenol được phân thành phenol đơn giản, acid
phenolic, flavonoid, stilbene và lignin ( Robards et al., 1999, trích chirinos, 2008)
Hình 2.2. Phân loại các hợp chất phenol
Các hợp chất phenolic có cấu trúc đa dạng, nhưng có cấu tạo chung đặc
thù của vòng thơm hydroxyl hóa. Nhiều hợp chất được tạo ra nhờ sự polymer
hóa các monomer tạo lên các phân tử lớn như proanthocyanidin và ligin. Các
acid phenolic có thể tham gia tạo liên kết ester với các hợp chất phenol đơn giản
khác tạo ester thủy phân. Trong thực vật, các hợp chất phenol thường tồn tại ở
dạng glycoside.
Acid phenolic
Các acid phenolic dường như có mặt ở khắp bộ phận của cây. Tùy thuộc
vào đặc điểm cấu tạo, chúng được chia thành hai nhóm nhỏ là: dẫn xuất của
acid hydroxybenzoic có khung carbon là C
3
-C
6
và acid hydroxycinnamic có
khung carbon là C
1
-C
6
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
6
Các acid hydroxycinnamic có chứa nhiều nhóm hydroxyl và methyl trong
công thức cấu tạo. Chúng là nguyên liệu cho sự tổng hợp lignin và nhiều hợp
chất khác. Các acid hydroxybenzoic có trong các thực vật ăn được với hàm
lượng thấp. Ở thực vật chúng là nguyên liệu để tổng hợp lên lignin và tannin
thủy phân.
Hình 2.3. Phân nhóm acid hydroxycinamic và acid hydrroxybenzoic
( Shahidi và Nackz, 2004)
Flavonoid
Thuật ngữ flavonoid (hoặc bioflavonoid) đề cập đến một loại sản phẩm
trao đổi chất thứ cấp của cây trồng. Chúng có khả năng kháng oxy hóa mạnh.
Bên cạnh đó, một số flavonoid có khả năng chống viêm, chống dị ứng, ngừa
bệnh gan, chống nghẽn mạch và kháng khuẩn ( Middleton et al.,2000, trích
Chrisnos, 2008).
Flavonoid được xây dựng trên khung flavone C
6
-C
3
-C
3
trong đó C
3
nằm
giữa nhóm phenyl thường liên kết với oxi. Một số flavoid có sự khác nhau cơ
bản ở mức độ chưa no và ở mức độ oxy hoá của C
3
. Ngoài ra các lớp rất đa
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
7
dạng, sự khác nhau có thể dựa trên số thứ tự của nguyên tử C có nhóm đính kèm
với vòng (Robards et al., 1999, trích Chirinos, 2008).
Flavonoid được chia thành nhiều nhóm nhỏ: Flavonol, flavanol, anthocyanin
đều có số lượng lớn trong thực vật (Robards và Antolovic, 1997), tiêu biểu là các
nhóm sau:
Catechine và galocatechine: là cấu tử của hợp chất tanin, có trong một số cây
như bạch dương, thông, liễu, đặc biệt nhiều trong búp chè và trong các loại quả như
táo, lê, mận, nho, ổi
Hình 2.4. Cấu trúc Catechin Hình 2.5. Cấu trúc Galocatechin
- Flavanol (flavan-3-ol, flavan hoặc catechin): Tồn tại ở cấu trúc mono cũng
như cấu trúc oligomepolimer, tất cả có trong tannin hoặc proanthocyanidin.
Flavanol tìm thấy nhiều trong nhiều loại trái cây mơ, táo; chè xanh, rượu
vang đỏ, chocolate (Yang et al., 2001). Flavan -3-ol (monoflavanol như:
catechin, epicatechin, gallocatechin và epigallocatechin được tìm thấy thường ở
dạng tự do nhiều hơn ở dạng glycosylated (Robars et al ., 1999).Cấu trúc hoá
học khác của phân tử flavan – 3-ol.
Hình 2.6. Cấu trúc phân tử flavan-3 –ol(Gu et al, 2003)
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
8
- Proanthocyanindin:
Các Proanthocyanindin được tạo ra bởi hỗn hợp oligomer và polymer các
phân tử flaval-3-ol (Porter et al., 1991).
Hình 2.7. Cấu trúc ñặc trưng của procyanindin loại B
- Flavonol:
Đó là flavonoid đặc trưng chính là quercetin và kaempherol. Nguồn thực
vật giầu chất này có thể kể đến là tỏi, hành, súp lơ ( Manach et al., 2004). Các
flavonol có thể khác nhau ở số lượng và sự phân phối của nhóm hydroxyl cũng
như mức độ alkyl hóa hoặc glycosyl hóa. Sự tạo thành glycoside flavonol phụ
thuộc vào cường độ ánh sáng bởi vì chúng được tìm thấy nhiều ở vỏ quả, lá và
một phần nhỏ ở lớp bên dưới vỏ quả (Herrmann, 1976).
Kaempferol 3, 5, 7, 4’ = OH Quercetin 3, 5, 7, 3’, 4’ =OH
Myricetin 3, 5, 7, 3’, 4’, 5’ = OH Morin 3, 5, 7, 2’, 4’ = OH
Hình 2.8. Cấu trúc của hợp chất flavonol
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
9
Anthocyanins:
Sau flavanol, flavonol thì anthocyanins cũng là một nhóm phổ biến các
flavonoid hoà tan trong nước. Chúng tạo nên mầu đỏ tươi, xanh, tím của quả và
nhiều bộ phận khác của thực vật. Anthocyanin có nhiều trong quả, rau, hoa, lá
rễ và nhiều bộ phận dự trữ khác của thực vật. Các anthocyanin là hợp chất
glycosit hoá của các nhân anthocyanidin. Có 6 loại anthocyanidin phổ biến và
cùng góp phần tạo lên mầu sắc quả: Cyanidin phổ biến nhất và sau đó đến
delphinidin, peonidin, peonidin, pelargonidin, petunidin và malvidin.
Anthocyanin tồn tại trong phạm vi rộng, chúng khác nhau bởi số gốc
đường liên kết với nhân anthocyanidin, vị trí gắn và số lượng acid aliphatic,
cinamic liên kết với phần đường. Sự có mặt của một số nhóm hydroxyl trong
anthocyanin như một hoặc một số phân tử đường làm cho hợp chất này dễ dàng
hoà tan trong nước, ethanol, methanol (trích Chirinos, 2008).
Hình 2.9. Cấu trúc anthocyanin Hình 2.10. Cấu trúc anthocyanidin
Các anthocyanin đều là các glycoside trong đó phần aglucon là
anthocyanidin. Các anthocyanin hòa tan trong nước còn anthocyanidin thì
không hòa tan trong nước. Có điện tích dương tự do mà anthocyanidin mang
tính chất của cation trong môi trường acid và mang tính chất của anion trong
môi trường kiềm, nghĩa là có khả năng tạo muối với acid và với base. Tùy theo
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
10
pH của môi trường mà trạng thái tích điện của anthocyanin thay đổi, theo đó
màu sắc cũng thay đổi. Các muối cation của anthocyanin đều có màu đỏ với
những sắc thái màu khác nhau: vàng nhạt, tím, xanh nhạt. Các muối anion của
antocyan đều có màu xanh
.
Nhiều hoa của thực vật có màu hồng, khi luộc chín
biến thành màu xanh, điều này chứng tỏ sự thay đổi pH dịch tế bào về phía
kiềm.
Anthocyanidin được chia thành 3 nhóm nhỏ, đó là pelargonidin, cyanidin,
denphynidin. Sắc tố của hoa, quả là hỗn hợp của nhiều loại anthocyanin khác
nhau.
Pelargonidin
Hình 2.11. Cấu trúc Denphynidin, Cyaniding,
pelargonidin.
Lignin
Lignin là sản phẩm ngưng tụ của nhiều phân tử phenyl propan.
Hình 2.12. Cấu trúc Phenyl propan
Lignin không hòa tan trong các dung môi hữu cơ mà bị hòa tan một phần
dưới tác dụng của kiềm đặc, natri bisulfit và sulfure acid. Trong thực vật, lignin
không tham gia vào quá trình trao đổi chất.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
11
Hình 2.13. Cấu trúc Lignin
Tanin
Là hỗn hợp của C
6
– C
1
và C
6
– C
1
– C
6
là galic acid và digalic acid ở
dàng tự do và dạng kết hợp với glucose. Hợp chất
tanin phổ biến ở thực vật,
được chia thành 2 loại:
- Tanin dễ bị thuỷ phân (gallotanin)
Hình 2.14. Cấu trúc Lignin
- Tanin không bị thuỷ phân
Dưới tác dụng của tanin, protein bị đông vón, dựa vào tính chất này đã sử
dụng tanin để thuộc da. Tanin có rất nhiều trong một số cây: ổi, hồng xiêm,
chuối… Tuy nhiên ở các bộ phận khác nhau của cây thì hàm lượng tanin rất
khác nhau.
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
12
2.1.2. Vai trò của polyphenol
Polyphenol là một nhóm lớn sản phẩm trao đổi chất bậc hai của thực vật.
Chúng có trong rau, quả, rễ, hạt, vỏ thân, cuống, hoa và quả.
2.1.2.1. Vai trò của polyphenol ñối với thực vật:
- Polyphenol tạo mầu sắc (mầu đỏ dâu tây, táo; mầu tím của sim, khoai tây…),
chống oxi hóa bảo vệ thực vật khỏi tác động của tia cực tím, bảo vệ thực vật
trước sự xâm hại của vi sinh vật gây hại ( vi khuẩn và nấm gây thối ở khoai
tây).
-
Các hợp chất phenol tham gia vào các phản ứng oxi hóa khử như ubiquinon
vận chuyển H+, e- trong chuỗi enzym hô hấp, plastoquinon vận chuyển e- trong
quá trình quang phosphoryl hóa.
- Điều hòa sinh trưởng của thực vật:
+ Kìm hãm sự nảy mầm của hạt. Ví dụ: Phenic acid hoặc các dẫn xuất của
chúng đều là chất kìm hãm sự nảy mầm của hạt lúa mì, táo hoặc cafeic acid
kìm hãm enzyme oxidase của indolacetic acid.
+ p – Cumaric acid lại kích thích sự sinh trưởng của cây.
- Flavonoid giữ vai trò là chất bảo vệ, chống oxi hóa, bảo tồn ascorbic acid
trong tế bào, ngăn cản một số tác nhân gây hại cho cây (vi khuẩn, virus, côn
trùng…) một số còn có tác dụng điều hòa sinh trưởng của cây cối. Tanin có tác
dụng bảo vệ cây (thường ở vỏ và lõi gỗ), tạo tính miễn dịch cho cây (Đái Duy
Ban, 2008).
2.1.2.2 Vai trò của polyphenol ñối với các sản phẩm thực phẩm
Trong công nghệ thực phẩm, polyphenol là những chất hoạt động giữ vai
trò quyết định hương vị, mầu sắc của nhiều loại sản phẩm thực phẩm có nguồn
gốc thực vật (vị chát của chè, của rượu vang; mầu tím đỏ đẹp của rượu vang,
rượu sim; vị chát của sơn trà, ). Ở mức độ nhất định polyphenol tham gia vào
các quá trình tạo những cấu tử thơm mới tạo lên mùi thơm đặc biệt cho sản
Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp …………………………
13
phẩm. Các dịch chiết polyphenol có khả năng kìm hãm sự phát triển của vi sinh
vật nên có thể ứng dụng để bảo quản thực phẩm. Nghiên cứu của tiến sỹ
Kumudavally trong thí nghiệm với thịt cừu, chiết xuất từ trà xanh cho phép bảo
quản thịt cừu ở nhiệt độ 25
0
C và độ ẩm là 85% cho thấy chiết xuất từ trà xanh
giàu chất polyphenol cho phép loại bỏ vi khuẩn xâm nhập làm hỏng thịt trong
vòng 4 ngày. Hơn nữa
,
việc sử dụng chiết xuất từ trà xanh để bảo quản thịt tươi
sống không làm thay đổi mùi vị của thịt.
Ngoài ra theo tiến sĩ Jonathan Santas trường đại học Barcelona, các hợp
chất chống oxi hóa trong hành tây có thể kìm hãm rất tốt quá trình oxi hóa chất
béo trong một số sản phẩm như mayonnaise, bơ, phomat,…
( />nhien-tu-hanh-tay).
Trong công nghiệp sản xuất bia, giải khát, tanin có tác dụng làm trong bia
và nước giải khát (Đái Duy Ban, 2008).
2.1.2.3. Vai trò của Polyphenol ñối với sức khỏe con người
Polyphenol là các chất chống oxi hóa mạnh, giúp cơ thể người phòng
tránh được sự xuất hiện của stress oxi hóa và nhiều bệnh khác như ung thư, các
bệnh tim mạch, các bệnh suy giảm hệ thần kinh ( Alzheimer, Parkínon) và lão
hóa sớm.
Polyphenol đóng vai trò như những kháng thể chống lại tác nhân gây
bệnh. Theo ông Kuang Yu Chen, giáo sư hóa học ở trường ĐH Rutgerbcuar Mỹ
(trích dẫn bởi Nguyễn Hữu Khải, 2005): Hợp chất polyphenol đã làm cho các tế
bào ung thư tự hủy hoại, DNA của chúng bị chặt ra thành nhiều mảnh và làm
cho các tế bào bị chết.
Vào tháng 5/2002 tạp chí "Circuration" của hội tim mạch Mỹ đã công bố
cho thấy trà xanh nếu được uống thường xuyên sẽ giúp ích cho các bệnh nhân bị
bệnh tim mạch . Kenneth J Mukamal một bác sĩ kiêm thạc sĩ công tác tại một
