thu nhận polyphenol từ cây bắp và thử nghiệm trong sản xuất đồ uống

i
Error! No table of contents entries found.




























BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


1959





LÊ TUẤN ANH


THU NHẬN POLYPHENOL TỪ CÂY BẮP VÀ
THỬ NGHIỆM TRONG SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG




LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT








Khánh Hòa - 2014

ii





















BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG


1959

LÊ TUẤN ANH


THU NHẬN POLYPHENOL TỪ CÂY BẮP VÀ
THỬ NGHIỆM TRONG SẢN XUẤT ĐỒ UỐNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT


Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch
Mã số : 60540104


Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. Bùi Minh Lý

TS. Vũ Ngọc Bội


CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG KHOA SAU ĐẠI HỌC



Kh
á
nh H
òa
-
2014

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi được hoàn thành
dưới sự tài trợ của đề tài: “Xây dựng quy trình chiết xuất, sản xuất đồ uống giàu
polyphenol, chlorophyll từ cây bắp”. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là
trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình khác.

Tác giả


Lê Tuấn Anh

ii
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trước tiên tôi xin gửi đến Ban Giám hiệu -
Trường Đại học Nha Trang, Lãnh đạo Khoa Sau đại học và Ban Chủ nhiệm
khoa Công nghệ Thực phẩm lời cảm ơn và lòng tự hào được học tập tại Trường
trong những năm qua.
Lời cảm ơn sâu sắc xin được giành cho PGS. TS. Bùi Minh Lý - Viện
trưởng Viện Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang và TS. Vũ Ngọc
Bội - Trưởng Khoa Công nghệ Thực phẩm đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều
kiện cho tôi trong quá trình thực hiện Luận văn này.
Xin cảm ơn ThS. Đặng Xuân Cường - Viện Nghiên cứu và Ứng dụng
công nghệ Nha Trang đã luôn động viên giúp đỡ và cung cấp kinh phí thực hiện
đề tài nghiên cứu này từ nguồn kinh phí của đề tài: “Xây dựng quy trình chiết
xuất, sản xuất đồ uống giàu polyphenol, chlorophyll từ cây bắp”.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Thực
phẩm, các cán bộ Phòng Hóa phân tích và Triển khai Công nghệ - Viện Nghiên
cứu và Ứng dụng Công nghệ Nha Trang đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian vừa qua.
Xin được tỏ lòng biết ơn đến cha mẹ đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho
tôi được học tập trong suốt thời gian qua.







iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii
DANH MUÏC BAÛNG viii
DANH MUÏC HÌNH ix
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 2
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BẮP 2
1.1.1. Nguồn gốc và thành phần cấu tạo 2
1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cây bắp 6
1.2. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI POLYPHENOL 7
1.2.1. Khái niệm 7
1.2.2. Phân loại 7
1.2.3. Vai trò của polyphenol 11
1.2.3.1. Vai trò của polyphenol với thực vật 11
1.2.3.2. Vai trò của polyphenol với các sản phẩm thực phẩm 12
1.2.3.3. Vai trò của polyphenol với sức khỏe con người 12
1.2.4. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm polyphenol 15
1.2.4.1. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 15
1.2.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 16
1.3. GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT VÀ QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC
GIẢI KHÁT 16
1.3.1. Lịch sử phát triển của các loại nước giải khát 16
1.3.2. Phân loại nước giải khát trên thị trường 17
1.3.3. Một số quy trình sản xuất đồ uống hiện nay 18
1.3.4. Kỹ thuật thanh trùng 23
iv
1.4. BAO BÌ THỰC PHẨM 26
1.4.1. Định nghĩa 26
1.4.2. Một số loại bao bì 26

1.4.2.1. Bao bì giấy 26
1.4.2.2. Bao bì kim loại 27
1.4.2.3. Bao bì plastic 27
1.4.2.4. Bao bì thủy tinh 28
1.4.3. Vai trò của bao bì 29
1.4.3.1. Vai trò của bao bì đối với thực phẩm 29
1.4.3.2. Tác dụng bán hàng của bao bì 30
CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.1. ĐỐI TƯỢNG 32
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32
2.2.1. Phương pháp thu mẫu, xử lý mẫu và chiết polyphenol với hoạt tính chống oxy
hóa 32
2.2.2. Phương pháp phân tích cảm quan 32
2.2.3. Phương pháp phân tích 33
2.2.3.1. Phương pháp định lượng polyphenol 33
2.2.3.2. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa 33
2.2.3.3. Phương pháp xác định độ ẩm 33
2.2.4. Phương pháp phân tích vi sinh vật 33
2.2.5. Phương pháp xác định độ màu 34
2.3. PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 34
2.3.1. Quy trình dự kiến thu nhận polyphenol từ bắp và thử nghiệm sử dụng
polyphenol từ bắp trong sản xuất đồ uống 34
2.3.2. Bố trí thí nghiệm chiết polyphenol từ cây bắp 35
2.3.2.1. Khảo sát hàm lượng polyphenol 35
2.3.2.2. Xác định dung môi chiết 36
2.3.2.3. Xác định tỷ lệ dung môi thích hợp 36
v
3.3.2.4. Xác định thời gian chiết thích hợp 37
3.3.2.5. Xác định nhiệt độ chiết thích hợp 37
2.3.2.6. Xác định pH thích hợp 38

2.3.2.7. Xác định số lần chiết 38
2.3.3. Bố trí thí nghiệm thử nghiệm sản xuất đồ uống 39
2.3.3.1. Xác định tỷ lệ sacchrose bổ sung vào đồ uống 39
2.3.3.2. Xác định tỷ lệ acid citric bổ sung vào đồ uống 39
2.3.3.3. Xác định tỷ lệ carrageenan bổ sung thích hợp vào đồ uống 40
2.3.3.4. Xác định tỷ lệ acid ascorbic bổ sung thích hợp vào đồ uống 41
2.3.3.5. Xác định hàm lượng polyphenol bổ sung thích hợp vào đồ uống 41
2.3.3.6. Xác định nhiệt độ và thời gian phối trộn thích hợp 42
2.3.3.7. Xác định thời gian thanh trùng thích hợp 43
2.3.3.8. Xác định thời gian bảo quản thích hợp 43
2.4. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHỦ YẾU ĐÃ SỬ DỤNG 44
2.4.1. Hóa chất 44
2.4.2. Thiết bị chủ yếu đã sử dụng 44
2.5. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 44
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45
3.1. ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG POLYPHENOL CÓ TRONG CÁC BỘ PHẬN
THÂN, RỄ VÀ RÂU BẮP 45
3.2. XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH CHIẾT RÚT
POLYPHENOL TỪ THÂN BẮP 47
3.2.1. Xác định dung môi chiết thích hợp 47
3.2.2. Xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 50
3.2.3. Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình chiết polyphenol 53
3.2.4. Xác định thời gian chiết 57
3.2.5. Xác định pH của dung dịch chiết 60
3.2.6. Xác định số lần chiết 63
3.2.7. Đề xuất quy trình thu nhận dịch chiết polyphenol từ thân cây bắp 66
vi
3.3. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG POLYPHENOL TỪ THÂN BẮP TRONG SẢN
XUẤT ĐỒ UỐNG 67
3.3.1. Xác định tỷ lệ các chất sử dụng trong sản xuất đồ uống 67

3.3.1.1. Xác định tỷ lệ saccharose bổ sung 67
3.3.1.2. Xác định tỷ lệ acid citric bổ sung vào đồ uống 68
3.3.1.3. Xác định tỷ lệ carrageenan bổ sung thích hợp 69
3.3.1.4. Xác định tỷ lệ acid ascorbic bổ sung thích hợp 70
3.3.1.5. Xác định hàm lượng polyphenol sử dụng 71
3.3.1.6. Xác định nhiệt độ và thời gian phối trộn 72
3.3.2. Xác định thời gian thanh trùng 74
3.3.3. Xác định thời gian bảo quản sản phẩm 79
3.3.4. Đề xuất quy trình sản xuất đồ uống polyphenol từ thân cây bắp 83
3.3.5. Sơ bộ hạch toán chi phí nguyên vật liệu và đánh giá chất lượng sản phẩm 84
3.3.5.1. Sơ bộ hạch toán chi phí nguyên vật liệu 84
3.3.5.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86
PHỤ LỤC



vii
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DM : Dung môi
EtOAC : ethyl acetate
Fe : Sắt
NL : Nguyên liệu
RT : Nhiệt độ phòng
DPPH : 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
Mcg : micro gam
viii

DANH MUÏC BAÛNG
Bảng 1.1. Thành phần hóa học các bộ phận của hạt 5

Bảng 1.2. Thành phần hoá học cây bắp (%) 6
Bảng 2.1. Các mức chất lượng 32
Bảng 2.2. Hệ số quan trọng các chỉ tiêu 33
Bảng 3.1. Chi phí giá thành nguyên vật liệu cho sản phẩm nước giải khát chống oxy
hóa giàu polyphenol 84
Bảng 3.2. Kết quả kiểm tra vi sinh vật của sản phẩm 85
Bảng 3.3. Tổng điểm trung bình cảm quan sản phẩm nước giải khát chống oxy hóa
giàu polyphenol từ bắp 85
ix
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Rễ mầm cây bắp 2
Hình 1.2. Rễ đốt, rễ chân kiểng cây bắp 3
Hình 1.3. Lá cây bắp 4
Hình 1.4. Phenols đơn giản 7
Hình 1.5. Phenolic acid 7
Hình 1.6. Hydroxybenzoic acid 8
Hình 1.7. Hydroxycinnamic acid 8
Hình 1.8. Đồng phân của Stilben 11
Hình 1.9. Một số sản phẩm chứa polyphenol của nước ngoài 15
Hình 1.10. Một số sản phẩm chứa polyphenol trong nước 16
Hình 1.11. Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát pha chế có gas 19
Hình 1.12. Sơ đồ quy trình sản xuất nước ép không có gas 20
Hình 1.13. Sơ đồ quy trình sản xuất nước giải khát lên men 22
Hình 2.1. Quy trình dự kiến thu nhận polyphenol và sản xuất đồ uống 34
Hình 2.2. Sơ đồ lựa chọn nguyên liệu thích hợp 35
Hình 2.3. Sơ đồ lựa chọn dung môi chiết 36
Hình 2.4. Sơ đồ lựa chọn tỷ lệ dung môi:nguyên liệu 36
Hình 2.5. Sơ đồ lựa chọn thời gian chiết thích hợp 37
Hình 2.6. Sơ đồ lựa chọn nhiệt độ chiết thích hợp 37
Hình 2.7. Sơ đồ lựa chọn pH chiết thích hợp 38

Hình 2.8. Sơ đồ lựa chọn số lần chiết thích hợp 38
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ saccharose bổ sung thích hợp 39
Hình 2.10. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ acid citric bổ sung thích hợp 40
Hình 2.11. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ carrageenan bổ sung thích hợp 40
Hình 2.12. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ acid ascorbic bổ sung thích hợp 41
Hình 2.13. Bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng polyphenol bổ sung 42
Hình 2.14. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian phối trộn thích hợp 42
Hình 2.15. Sơ đồ lựa chọn thời gian thanh trùng thích hợp 43
Hình 2.16. Sơ đồ lựa chọn thời gian bảo quản thích hợp 43
Hình 3.1. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol của dịch chiết thu nhận từ rễ, râu và thân
bắp 45
x
Hình 3.2. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết thu nhận từ rễ, râu
và thân bắp 45
Hình 3.3. Sự thay đổi hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận từ rễ, râu và thân bắp 46
Hình 3.4. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hàm lượng polyphenol của dịch chiết thu
nhận từ thân bắp 47
Hình 3.5. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch
chiết thu nhận từ thân bắp 48
Hình 3.6. Ảnh hưởng của dung môi chiết đến hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận
từ thân bắp 48
Hình 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM:NL đến hàm lượng polyphenol của dịch chiết thu
nhận từ thân bắp 50
Hình 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM:NL đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch
chiết thu nhận từ thân bắp 50
Hình 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM:NL đến hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận từ
thân bắp 51
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ DM:NL đến khả năng bắt gốc tự do DPPH của dịch
chiết thu nhận từ thân bắp 51
Hình 3.11. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng polyphenol của dịch chiết thu nhận

từ thân bắp 54
Hình 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết
thu nhận từ thân bắp 54
Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận từ
thân bắp 55
Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng bắt gốc tự do DPPH của dịch chiết
thu nhận từ thân bắp 55
Hình 3.15. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol của dịch chiết
thu nhận từ thân bắp 58
Hình 3.16. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch
chiết thu nhận từ thân bắp 58
Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận
từ thân bắp 58
Hình 3.18. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hoạt tính bắt gốc tự do DPPH của dịch
chiết thu nhận từ thân bắp 59
xi
Hình 3.19. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng polyphenol của dịch chiết thu nhận từ
thân bắp 61
Hình 3.20. Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết thu
nhận từ thân bắp 61
Hình 3.21. Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận từ thân
bắp 62
Hình 3.22. Sự thay đổi hàm lượng polyphenol của dịch chiết thu nhận từ thân bắp theo
số lần chiết 64
Hình 3.23. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng của dịch chiết thu nhận từ thân
bắp theo số lần chiết 64
Hình 3.24. Sự thay đổi hoạt tính khử Fe của dịch chiết thu nhận từ thân bắp theo số lần
chiết 64
Hình 3.25. Sự thay đổi khả năng bắt gốc tự do DPPH của dịch chiết thu nhận từ thân
bắp theo số lần chiết 65

Hình 3.26. Sơ đồ quy trình thu nhận polyphenol từ thân bắp 66
Hình 3.27. Ảnh hưởng của tỷ lệ saccharose bổ sung đến tổng điểm trung bình cảm
quan của sản phẩm đồ uống 67
Hình 3.28. Ảnh hưởng của tỷ lệ acid citric bổ sung đến tổng điểm trung bình cảm quan
của đồ uống 68
Hình 3.29. Ảnh hưởng của tỷ lệ carrageenan bổ sung đến tổng điểm trung bình cảm
quan của sản phẩm 69
Hình 3.30. Ảnh hưởng của tỷ lệ acid ascorbic bổ sung đến tổng điểm trung bình cảm
quan của sản phẩm đồ uống 70
Hình 3.31. Ảnh hưởng của hàm lượng polyphenol đến tổng điểm trung bình cảm quan
của đồ uống 71
Hình 3.32. Ảnh hưởng của thời gian phối trộn đến tổng điểm trung bình cảm quan của
sản phẩm 72
Hình 3.33. Ảnh hưởng của nhiệt độ phối trộn đến tổng điểm trung bình cảm quan của
sản phẩm 73
Hình 3.34. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến tổng điểm trung bình cảm quan
của sản phẩm đồ uống bổ sung polyphenol 74
Hình 3.35. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến hàm lượng polyphenol có trong
sản phẩm đồ uống 74
xii
Hình 3.36. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của
sản phẩm đồ uống 75
Hình 3.37. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến hoạt tính khử sắt của sản phẩm đồ
uống 75
Hình 3.38. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến hoạt tính bắt gốc tự do của sản
phẩm đồ uống 76
Hình 3.39. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến độ màu polymer của sản phẩm đồ
uống 76
Hình 3.40. Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến tổng mật độ màu của sản phẩm
đồ uống 76

Hình 3.41. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hàm lượng polyphenol của sản
phẩm 79
Hình 3.42. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của
sản phẩm 79
Hình 3.43. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hoạt tính khử Fe của sản phẩm 80
Hình 3.44. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến hoạt tính DPPH của sản phẩm 80
Hình 3.45. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến độ màu polymer của sản phẩm 80
Hình 3.46. Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến tổng vi sinh vật của sản phẩm 81
Hình 3.47. Sơ đồ quy trình sản xuất đồ uống polyphenol từ thân bắp 83
Hình 3.48. Hình ảnh về nước giải khát chống oxy hóa giàu polyphenol từ bắp hóa giàu
polyphenol từ bắp 85
1
MỞ ĐẦU
Cây bắp là cây lương thực quan trọng, phục vụ đời sống của con người từ thửa sơ
khai. Theo Đỗ Tất Lợi, các sản phẩm từ bắp có vị ngọt, tính ấm, ích khí, điều hoà ngũ
tạng, nên chúng còn đóng vai trò như nguồn dược liệu, giúp con người ngăn ngừa và
điều trị những bệnh lý như: động mạch vành, nhồi máu cơ tim, suy tim, tai biến mạch
não, sỏi thận, giúp điều chỉnh lượng mỡ máu, ngăn ngừa bệnh tim mạch, tăng cường
hoạt động của ruột già,
Tính đến năm 2013, tổng diện tích trồng bắp của nước ta là 1,1 – 1,2 triệu ha với
năng suất bình quân là 4,5 tấn hạt/ ha, đồng nghĩa có 4,5 tấn phụ phẩm/ ha. Hiện chúng
ta mới chỉ sử dụng hạt bắp còn các phụ phẩm từ bắp như lõi bắp, thân bắp, lá bắp chủ
yếu được dùng làm chất đốt, phân bón, thức ăn gia súc. Hiện, chưa có nghiên cứu nào
về việc tận dụng các phụ phẩm từ bắp phục vụ cho lĩnh vực thực phẩm mặc dù trong
cây bắp có chứa rất nhiều hoạt chất sinh học như polyphenol (acid gallic, lignin, ),
chlorophyll, lysin, Nhiều nghiên cứu trên thế giới cũng như ở Việt Nam đã chỉ ra,
hợp chất polyphenol là hoạt chất an toàn về độc tính với các khả năng chống oxy hóa,
kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ung thư, Chính vì thế, polyphenol từ thực vật nói
chung và từ bắp nói riêng đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
Từ các phân tích ở trên cho thấy việc thực hiện đề tài “Thu nhận polyphenol từ

cây bắp và thử nghiệm trong sản xuất đồ uống” là cần thiết.
Mục tiêu đề tài
Thu nhận polyphenol từ cây bắp và thử nghiệm ứng dụng trong sản xuất đồ uống
chứa polyphenol.
Nội dung nghiên cứu
1) Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp để thu nhận polyphenol từ bắp.
2) Xác định các thông số thích hợp cho quá trình sản xuất đồ uống polyphenol từ bắp
.
3) Nghiên cứu xác định chế độ bảo quản đồ uống polyphenol từ bắp.
Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Đề tài lần đầu tiên nghiên cứu một cách đầy đủ về thu nhận polyphenol từ bắp và
nghiên cứu sử dụng polyphenol từ bắp trong sản xuất đồ uống. Các số liệu của đề tài là
các số liệu mới nên có thể được dùng cho những ai quan tâm đến lĩnh vực này.
Mặt khác các nghiên cứu của đề tài còn là cơ sở đế sản xuất các sản phẩm thực
phẩm chức năng, có giá trị gia tăng từ phế liệu thân cây bắp - một loại cây trồng khá
phổ biến ở Việt Nam và trên thế giới nhưng chưa được nghiên cứu tận dụng một cách
có hiệu quả.
2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BẮP
1.1.1. Nguồn gốc và thành phần cấu tạo
Cây bắp (Zea mays) là cây lương thực quan trọng ở các nước nhiệt đới và cận
nhiệt đới. Chúng là nguồn thức ăn quan trọng cho gia súc và con người. Anderson cho
là bắp xuất hiện ở Đông Nam Á, nhưng không thể phủ nhận được sự có mặt của bắp
vào thời nguyên thủy tại châu Mỹ. Bắp có thể bắt nguồn từ Mexico và Guatemala [10].
Các bộ phận của cây bắp bao gồm: rễ, thân, lá, hoa [6].
 Rễ bắp: Bắp có 3 loại rễ chính: rễ mầm, rễ đốt, rễ chân kiềng.
+ Rễ mầm gồm: rễ mầm sơ sinh và rễ mầm thứ sinh [6].
- Rễ mầm sơ sinh (rễ chính) là cơ quan đầu tiên xuất hiện sau khi hạt bắp nảy
mầm. Bắp có một rễ mầm sơ sinh duy nhất. Sau một thời gian ngắn xuất hiện, rễ mầm

sơ sinh có thể ra nhiều lông hút và nhánh. Rễ mầm sơ sinh thường ngừng phát triển,
khô đi và biến mất sau một thời gian ngắn (sau khi bắp được 3 lá).
- Rễ mầm thứ sinh cũng được gọi là rễ phụ hoặc rễ mầm phụ. Rễ phụ có số lượng
khoảng từ 3 đến 7. Chúng xuất hiện sau khi rễ chính xuất hiện. Tuy nhiên, ở một số
cây không xuất hiện loại rễ này. Rễ mầm thứ sinh cùng với rễ mầm sơ sinh tạo thành
hệ rễ tạm thời cung cấp nước và các chất dinh dưỡng cho cây trong khoảng thời gian 2
- 3 tuần đầu. Sau đó vai trò này nhường cho hệ rễ đốt.

Hình 1.1. Rễ mầm cây bắp [83]
+ Rễ đốt (rễ phụ cố định) phát triển từ các đốt thấp của thân nhất nằm dưới mặt
đất 3 - 4cm, mọc vòng quanh các đốt dưới mặt đất bắt đầu lúc bắp được 3 - 4 lá. Số
lượng rễ đốt ở mỗi đốt của bắp từ 8 - 16. Rễ đốt ăn sâu xuống đất và có thể đạt tới
2,5m, thậm chí tới 5m, nhưng khối lượng chính của rễ đốt vẫn là ở lớp đất phía trên.
Rễ đốt làm nhiệm vụ cung cấp nước và các chất dinh dưỡng suốt thời kỳ sinh trưởng
và phát triển của cây bắp.
3
+ Rễ chân kiềng (rễ neo – rễ chống): là loại rễ đốt được mọc ở đốt gần sát trên
mặt đất (thường mọc ở 2 hay 3 đốt cuối). Ở những giống nhiệt đới, rễ này thường phát
triển mạnh, to nhẵn và ít phân nhánh. Rễ chân kiềng ngoài nhiệm vụ chống đổ cho cây
còn hút nước và chất dinh dưỡng.

Hình 1.2. Rễ đốt, rễ chân kiểng cây bắp [83]
 Thân bắp [6]
Thân bắp đặc, đường kính khoảng 2 - 4 cm tùy thuộc vào giống, môi trường sản
xuất và trình độ thâm canh. Thân bắp có thể cao từ 2 - 4m. Chiều dài của các lóng khác
nhau. Chúng được xem xét như một đặc điểm có giá trị trong việc phân loại các giống
bắp. Lóng mang bắp được kéo dài thích hợp để bắp có thể định vị và phát triển. Trong
điều kiện bình thường cây bắp cao 1,8 – 2m có số lóng thay đổi tùy thuộc vào giống.
Giống bắp ngắn ngày, cây cao 1,2 – 1,5m có 14 – 15 lóng.
Giống bắp trung ngày, cây cao 1,8 – 2m có 18 – 22 lóng.

Giống bắp dài ngày, cây cao 2,0 – 2,5m có 20 - 22 lóng.
Chiều dài của các lóng trên thân không đều nhau. Ở gần gốc lóng ngắn, lên cao
lóng to và dài dần, phát triển nhất là những lóng mang bắp. Các lóng về phía ngọn lại
ngắn và bé dần.
 Lá bắp [6]
Sau khi bao lá mầm nhú lên khỏi mặt đất, những lá bắt đầu mọc theo thứ tự thời
gian. Căn cứ vào hình thái và vị trí trên thân có thể chia làm 4 loại lá.
+ Lá mầm là lá đầu tiên khi cây còn nhỏ, chưa phân biệt được phiến lá với vỏ bọc
lá.
+ Lá thân là những lá có mầm nách ở kẽ chân lá hay những lá mọc trên những
đốt thân.
4
+ Lá ngọn là những lá ở phần trên của bắp trên cùng hay những lá mọc ở trên các
đốt ngọn, không có mầm nách ở kẽ lá.
+ Lá bi là những lá bao bắp.
Các bộ phận của lá gồm: bẹ lá, phiến lá, thìa lìa hay tai lá (ligula).
- Bẹ lá hay cuống lá bao chặt vào thân, trên mặt bẹ lá có nhiều lông. Bẹ lá làm
thân cứng thêm, khi còn non do các bẹ lá lồng gối vào nhau tạo thành thân giả bao phủ
kín thân chính, khi vươn lóng từ 9 lá về sau lóng dài ra và to dần, bẹ lá không có khả
năng phủ kín thân để lộ thân chính. Bẹ lá có tác dụng bảo vệ thân non đồng thời bảo vệ
mầm hoa cái ở những đốt mang bắp.
- Phiến lá (hay bản lá): thường rộng, dài, mép lá lượn sóng, ở một số giống lá có
nhiều lông tơ. Lá bắp có gân song song. Từ gốc thân, lá có chiều dài tăng dần đạt
chiều dài nhất ở lá mang bắp trên cùng sau đó chiều dài của lá bắp giảm dần.
- Thìa lìa: nằm giữa bẹ lá và phiến lá, gần sát với thân cây. Tuy nhiên, không
phải giống bắp nào cũng có thìa lìa; ở những giống không có thìa lìa, lá bắp gần như
thẳng đứng, ôm lấy thân.

Hình 1.3. Lá cây bắp [83]
 Hoa tự đực (bông cờ) bao gồm các hoa đực sắp xếp theo kiểu chùm bông.

Bông cờ gồm một trục chính, trên trục chính phân làm nhiều nhánh, trên mỗi
nhánh và cả trên trục chính có nhiều giá (hay bông nhỏ, bông chét, nhánh nhỏ). Các
giá mọc đối diện nhau trên trục chính hay trên các nhánh. Mỗi giá có 2 chùm hoa (một
chùm cuống dài và một chùm cuống ngắn), mỗi chùm có 2 hoa. Trên mỗi chùm hoa có
5
2 vỏ trấu ngoài chung cho cả 2 hoa (gọi là mày 1 và mày 2 tương ứng với lá bắc
chung). Mày có gân và lông tơ, mày xanh hay mày tím tùy thuộc vào giống. Bên trong
2 vỏ trấu ngoài có chứa 2 hoa, mỗi hoa có 2 vỏ trấu trong, mỏng, màu trắng, ở giữa
mỗi hoa có 3 nhị đực, mỗi nhị đực có một bao phấn.
 Hoa tự cái (hay bắp ngô) được sinh ra từ nách lá phần giữa thân.
Bắp ngô gồm các bộ phận chính như cuống bắp và lõi bắp: Cuống bắp gồm
nhiều đốt rất ngắn (có trường hợp cuống dài). Mỗi đốt trên cuống có một lá bi bao bọc
nhằm bảo vệ bắp, lá bi thường không có phiến. Lõi bắp – trục chính của hoa tự cái,
hoa cái cũng mọc thành từng đôi (chùm hoa) mỗi chùm có hai hoa nhưng hoa thứ hai
thoái hóa nên chỉ một hoa tạo thành hạt. Phía trên bầu nhị có núm và vòi nhị vươn dài
ra thành râu. Trên râu có nhiều lông tơ và tiết ra chất nhựa làm cho hạt phấn dính vào
dễ nảy mầm. Sau thụ tinh râu chuyển sang màu sẫm rồi héo dần.
 Hạt bắp
Hạt bắp thuộc loại quả dinh gồm các bộ phận chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi,
phôi nhũ và mũ hạt, phía dưới của hạt còn có gốc hạt gắn liền hạt với lõi bắp.
- Vỏ hạt bao bọc xung quanh hạt là một màng nhẵn, màu trắng, đỏ hoặc vàng tùy
theo giống.
- Lớp alơron nằm sau tầng vỏ bao bọc lấy phôi nhũ và phôi.
- Phôi nhũ là bộ phận chính của hạt chủ yếu chứa tinh bột và các chất có giá trị
dinh dưỡng cao. Tinh bột trong phôi nhũ chia thành tinh bột mềm (tinh bột), tinh bột
cứng (tinh bột sừng hay tinh bột pha lê).
- Phôi gồm có ngù (phần ngăn cách giữa phôi nhũ và phôi), phần chính của phôi
gồm: lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm. Trong 4 thành phần này, lá mầm
thường phát triển rõ rệt. Phôi bắp lớn chiếm khoảng 8 – 15% trọng lượng hạt, bao
quanh phôi còn có lớp tế bào xốp giúp cho việc vận chuyển hơi nước từ ngoài vào

trong hạt (và ngược lại) được nhanh chóng.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học các bộ phận của hạt [6]
Các phần của hạt Protein (%) Lipid (%) Tro (%) Tinh bột (%)
Vỏ hạt 3,21 1,17 4,12 8,36
Tầng alơron 16,67 12,21 9,56 7,15
Phôi nhũ 59,98 3,59 11,77 79,52
Phôi 20,14 82,43 74,55 9,97
6
1.1.2. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của cây bắp [6]
Hạt Bắp: Bắp vàng chứa nhiều sắc tố và cryptoxanthin (tiền vitamin A), có tác
dụng làm tăng đậm độ màu của da gà và lòng đỏ trứng gia cầm. Hạt bắp chứa 2 loại
protein là zein và glutelin. Zein có rất nhiều trong nội nhũ, thiếu tryptophan và lysine.
Glutelin có ít hơn trong nội nhũ nhưng có nhiều trytophan và lysine hơn. Dầu bắp chứa
nhiều acid béo không no và rất nhiều acid linoleic, vì thế sử dụng nhiều bắp trong khẩu
phần của lợn làm cho mỡ mềm. Hạt bắp nghèo calcium, nhưng hàm lượng phospho
tương đối khá vì có sự hoạt động của enzyme phytase trong hạt. Tỷ lệ Ca/P thấp, vì
vậy khi sử dụng nhiều bắp trong khẩu phần thức ăn gia súc gia cầm cần bổ sung
calcium như bột đá, bột vỏ sò….
Cây bắp: Hàm lượng protein thô cao hơn các loại cỏ khác khi cây còn non. Tuy
nhiên, giá trị dinh dưỡng của cây bắp biến động lớn, phụ thuộc vào thời kỳ sinh trưởng
và thu hoạch, chế biến.
Bắp và bột lõi bắp nghiền: Gồm toàn bộ trái bắp không kể vỏ bắp. Loại thức ăn
này có giá trị tốt đối với gia súc nhai lại. Nuôi bò bằng loại thức ăn này cho tăng trọng
không sai khác với bò ăn bắp hạt có vỏ.
Bảng 1.2. Thành phần hoá học cây bắp (%) [6]
Tính theo vật chất khô
Mẫu Chất khô
Protein

Xơ Tro Lipid

Tươi, 8 tuần tuổi 15,7 8,9 31,2 10,2 1,9
Tươi, 10 tuần tuổi 21,9 10,9 31,5 8,7 1,4
Tươi, giữa ra hoa 23 8 9,5 30,9 6,0
Tươi, chín sữa 16,0 11,3 29,4 8,1 1,9
Thân khô - 6,3 35,0 7,4 1,3
Ủ chua, chín sữa - 6,5 31,9 5,0 3,3
Do hàm lượng xơ cao, nên hạn chế số lượng trong khẩu phần ăn vào của gia cầm.
Có thể sử dụng tối đa 50% loại thức ăn này cho lợn thịt. Trong điều kiện nóng ẩm,
phải bảo quản bột thật khô, nếu không thì sẽ bị nấm mốc.
Lõi bắp: chiếm khoảng 20% khối lượng toàn cây bắp. Chúng có giá trị dinh
dưỡng thấp so với cỏ khô và không ngon miệng. Nếu độ ẩm cao thì nhanh chóng bị
nấm mốc sau vài ngày.
7
Xác định và định lượng các hợp chất phenolic từ bắp vàng đã được báo cáo
thường xuyên. Các hợp chất phenolic đã được xác định trong bắp vàng là: p-
hydroxybenzoic acid, vanillic, protocatechuic, syringic, p-coumaric, ferulic acid,
caffeic và sinapic [66]. Theo Cai. Y và cộng sự ước tính một người hấp thu trung bình
khoảng 1g polyphenol [28].
1.2. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI POLYPHENOL
1.2.1. Khái niệm
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 gọi là polyhydroxylphenol
(monomer), nhiều monomer gắn với nhau được gọi là polyphenol [1].
1.2.2. Phân loại
Các hợp chất phenol rất đa dạng về cấu trúc, tùy theo cấu tạo mạch cacbon mà
các hợp chất phenol được chia thành các nhóm sau: phenol đơn giản (C
6
), phenolic
acid và flavonoid (C
6

-C
3
-C
6
), Stilbenes (C
6
-C
2
-C
6
) và lignins (C
6
-C
3
)
n
[1] hoặc tannins
(C6-C3-C6)
n
[77].
 Phenol đơn giản (phân nhóm C
6
)


Hình 1.4. Phenols đơn giản [64]
 Phenolic acid là các dẫn xuất của benzoic acid và cinnamic acid.
Phenolic acid có hai nhóm gồm hydroxybenzoic acid và hydroxycinnamic acid [33].

Hình 1.5. Phenolic acid [33]

8
* Hydroxybenzoic acid bao gồm: Gallic acid, vanillic, syringic và protocatechuic
acid [33].

Hình 1.6. Hydroxybenzoic acid [49]
* Hydroxycinnamic acid gồm: caffeic acid, sinapic acid, coumaric acid và
ferulic acid [33].

Hình 1.7. Hydroxycinnamic acid [49]
Flavonoids là polyphenol nhiều nhất trong chế độ ăn của con người. Tùy thuộc
vào vị trí của các liên kết của vòng thơm với phân nửa benzopyrano (chromano), nhóm
này có thể được chia thành ba lớp: flavonoids (2-phenylbenzopyrans), isoflavonoids
(3-benzopyrans), và neoflavonoids (4-benzopyrans) [34]. Flavonoids chủ yếu được
chia thành: anthocyanins, dẫn xuất glycosylated của anthocyanin, có trong hoa nhiều
màu sắc và hoa quả; anthoxanthins là một nhóm các hợp chất không màu được chia
trong một số loại khác nhau, bao gồm flavon, flavans, flavonol, flavanol, isoflavones,
và họ glycosides [78]. Flavonol đại diện chủ yếu là myricetin, fisetin, quercetin và
kaempferol [78]. Trong đó Anthocyanins là mối quan tâm đặc biệt cho ngành công
nghiệp màu thực phẩm, do khả năng truyền đạt màu sắc sống động của chúng.
Anthocyanin đã được đưa vào chế độ ăn uống của con người trong nhiều thế kỷ và đã
được sử dụng như loại thảo dược truyền thống dựa vào khả năng sinh lý học khác nhau
của chúng để chữa các bệnh như cao huyết áp, sốt, rối loạn gan, kiết lỵ và tiêu chảy,
các vấn đề tiết niệu và cảm lạnh thông thường [43].
9
Gần đây các nguyên liệu có chứa anthocyanin đang được đưa vào sản phẩm thực
phẩm và các sản phẩm như vậy đòi hỏi phải nghiên cứu thêm để chứng minh tác dụng
sinh lý của chúng. Anthocyanins là các dẫn xuất glycoslyated, polyhydroxy hoặc
polymethoxy của 2 phenylbenzopyrylium chứa hai vòng benzoyl (A và B) riêng biệt
bởi một vòng heterocylic (C). Khoảng 400 anthocyanins đã được xác định trong các
loại cây [50]. Chỉ có sáu loại anthocyanidins thường được tìm thấy trong cây bao gồm

cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin và petunidin [43]. Các
glycoside của ba anthocyanidins nonmethylated (cyanidin, delphinidin và
pelargonidin) là phổ biến nhất trong tự nhiên, có mặt trong 80% sắc tố lá, 69% trái cây
và 50% hoa [43].
 Lignin (phân nhóm (C
6
- C
3
)
n
)
Lignin là các phenol polymer khu trú ở các vách tế bào thực vật, có vai trò vô
cùng với cellulose làm cho thân và cành cây trở nên cứng rắn và là chất đặc trưng của
các cây có gỗ [1].
Lignin chiếm một lượng đáng kể, có đến 30% trọng lượng các chất hữu cơ trong
cây [1].
Khi oxy hóa với nitrobenzen, lignin cho ra 3 andehydphenoic, tương ứng với 3
acid phenol phổ biến trong cây là phydroxybenzoid acid, vanilic acid và syringic acid
[1].
 Tannin
Tannin là những hợp chất polyphenol hòa tan trong nước có vị chát, có tính thuộc
da làm kết tủa protein và alcaloid từ dung dịch loãng [1]. Tannin thiên nhiên đều là
hỗn hợp của gallic acid và digallic acid ở dạng tự do cũng như dạng kết hợp với
glucose. Tannin rất phổ biến trong cơ thể thực vật. Dưới tác dụng của tannin, protein
sẽ bị đông vón, da còn nguyên sẽ biến thành da thuộc và rất bền với nước, với vi sinh
vật gây thối, có tính dẻo, tính đàn hồi.
Tannin là polyphenol đôi khi được gọi là polyphenol thực vật [75]. Các tannin
đặc trưng phân biệt từ các loại polyphenol thực vật khác về tính chất cơ bản của các
hình thức: liên kết vào các protein, sắc tố, các ion kim loại và cũng như hoạt tính
chống oxy hóa, vv Các tính chất tannin được dựa trên cấu trúc hóa học của chúng.

Chúng có hai hoặc ba nhóm hydroxyl phenol trên một vòng phenyl, trong một phân tử
có kích thước khá lớn [75]. Tannin đã từng được phân thành hai nhóm: loại pyrogallol
10
tannin và loại catechol (hoặc loại catechin) tannin. Sau đó, sự phát triển trong hóa học
tannin dẫn đến việc đổi tên của hai nhóm này thành tannin thủy phân và tannin không
bị thủy phân [75].
+ Tannin thủy phân được hay tannins pyrogallic. Khi thủy phân chúng bằng
acid hoặc bằng enzyme tanase tạo thành glucose và acid gallic. Tannin thủy phân thì
được sản xuất từ nhiều loại cây: hạt dẻ, cây sồi, sơn, hoa hồng, đại hoàng, đinh hương
để tạo thuốc se da, cầm máu, kháng viêm.
+ Tannin không bị thủy phân hay được gọi là tannin pyrocatechin (tannin
catechin). Các liên kết giữa các phân tử catechin thường bao gồm liên kết với C
4
: mối
liên kết giữa C
4
và C
8
tạo mạch thẳng, còn giữa C
4
– C
6
tạo mạch nhánh, cứ tiếp tục tạo đại
phân tử tannin. Dưới tác dụng của acid sunfuric 5% sẽ tạo thành kết tủa màu nâu đỏ, kết
tủa này có thể chiết rút được bằng ethylic ether, sau khi đuổi hết dung dịch ta thu được
gallic acid tinh thể [1].
Với nhiều hoạt tính sinh học khác nhau và dược lý liên quan đến việc đem lại sức
khỏe của tannin với một loạt các cấu trúc hóa học, bao gồm cả kích thước phân tử nhỏ,
đã được tìm thấy [75]. Đối với kích thước phân tử, (-)-epigallocatechin gallate
(EGCG) và (-)-epicatechin gallate (ECG), "tannin" chính trong trà xanh, là những ví

dụ biểu hiện các thuộc tính của tannin mặc dù các phân tử của chúng tương đối nhỏ.
Chúng thể hiện các hoạt động tạo liên kết với các protein và các chất khác và các hoạt
tính chống oxy hóa đáng kể, bên cạnh tác dụng chống ung thư của chúng [75,80].
Nghiên cứu gần đây phân lập được ellagitannins, dẫn đến bổ sung vào phân loại
tannin và polyphenol cùng họ thành hai loại: loại A với cấu trúc không đổi, và loại B
có cấu trúc thay đổi [75].
+ Loại A có cấu trúc không đổi [75]
Tất cả ellagitannins, được minh chứng bằng tinh thể monomeric geraniin [56] và
dimeric agrimoniin [58] là loại A tannin. (-)-Epigallocatechin gallate (EGCG) và (-)-
epicatechin gallate (ECG). Đó là thành phần chính dễ dàng trích ly của tannin trong trà
xanh. Mặc dù các phân tử cấu trúc ổn định của chúng nhỏ [55,57]. Resveratrol [73] và
piceatannol [36] là monomer polyhydroxystilbene. Cả hai đều quan tâm trong nghiên
cứu thực phẩm, vì chúng có trong vỏ nho và rượu vang, mặc dù với nồng độ thấp.
+ Loại B có cấu trúc thay đổi [75]
Các cấu trúc và thành phần của loại tannin này có thể thu được từ một loài thực
vật không phải luôn luôn giống nhau, như cấu trúc và thành phần của chúng khác nhau
11
theo mùa, và cũng tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng của cây, và trên các phương
pháp được sử dụng để sản xuất các chế phẩm [75].
 Stibenes
Stibenes có cấu trúc đặc trưng bởi sự hiện diện của một hạt nhân 1,2-
diphenylethylene với nhóm hydroxyl thay thế gắn trên các vòng thơm và tồn tại dưới
dạng các monome hoặc oligomer [78]. Stibenes có hai đồng phân là (E)-stilben (trans-
stilbene) không bị cản trở bởi không gian, và (Z)-stilben (cis-stilben) kém ổn định hơn
do bị cản trở bởi không gian [38]. (E)-stilben có điểm nóng chảy khoảng 125
0
C, trong
khi nhiệt độ nóng chảy của (Z)-stilben là 6
0
C. Stilben là một hợp chất không màu

tương đối trơ thực tế không tan trong nước [38].
Đồng phân trans-stilben chuyển thành cis-stilben dưới ảnh hưởng của ánh sáng.
Con đường ngược lại có thể được gây ra bởi nhiệt hay ánh sáng [38].

Hình 1.8. Đồng phân của Stilben [38]
1.2.3. Vai trò của polyphenol
1.2.3.1. Vai trò của polyphenol với thực vật

Các hợp chất phenol là một trong những nhóm chất thứ cấp chủ yếu của thực vật,
đa dạng về cấu trúc và chức năng:
- Tạo màu cho thực vật: Sự có mặt của anthocyanin mang lại màu tím cho quả
sim, quả nho, màu đỏ cho dâu tây, cho táo và một số gang màu trung gian của một số
loại hoa. Bên cạnh đó, flavonoid cũng đóng vai trò tạo màu sắc hấp dẫn cho cây. Sâu
bọ nhờ thị giác đặc biệt rất nhạy cảm với màu sắc cây cỏ. Chúng được hấp dẫn đến và
trên cơ sở đó góp phần thụ phấn cho cây, phát triển hoa quả, thúc đẩy sự sinh tồn của
cây. Ong thích màu xanh, màu vàng, bướm thích màu hồng và màu trắng, ruồi thích
màu trắng, chim sâu thích màu đỏ. Các màu này đều do hợp chất flavonoid tạo nên [1].
- Bảo vệ thực vật trước tia cực tím, chống lại sự oxy hóa, bảo vệ thực vật
trước sự tấn công của vi sinh vật gây hại, các flavonoid không những là thành phần