ảnh hưởng của chất lượng nguyên liệu đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính kháng khuẩn của giống chè PH1

Tp chớ Khoa hc v Phỏt trin 2011: Tp 9, s 2: 258 - 264 TRNG I HC NễNG NGHIP H NI


ảNH HƯởNG CủA CHấT LƯợNG NGUYÊN LIệU ĐếN HM LƯợNG POLYPHENOL V
HOạT TíNH KHáNG KHUẩN CủA GIốNG CHè PH1
Influence of Material Quality to Polyphenol Content and Antibacterial Activity
of Tea Variety PH1
Giang Trung Khoa
1
, Nguyn Th Min
1
, Phm Vn Hin
1
, Phm Th Hng Diu
1
, P. Duez
2
1
Khoa Cụng ngh thc phm - Trng i hc Nụng nghip H Ni
2
Unitộ de Pharmacognosie, Bromatologie et Nutrition humaine -
Institut de Pharmacie ULB Vng quc B)
a ch email tỏc gi liờn lc:
Ngy gi ng: 04.12.2010; Ngy chp nhn: 12.02.2011
TểM TT
Cú 4 loi nguyờn liu (1 tụm 2 lỏ, loi B, loi C v lỏ gi) ca ging chố PH1 ó xỏc nh c hm
lng polyphenol tng s v hot tớnh khỏng 3 loi vi khun
Bacillus subtilis, Bacillus cereus v
Proteus sp. Kt qu cho thy, hm lng polyphenol ph thuc rt ln vo cht lng hay non gi
ca nguyờn liu. Trong 4 loi nguyờn liu nghiờn cu, hm lng polyphenol t tng ng l: 26,60%
CK, 22,75% CK, 20,10% CK v 14,63% CK. V hot tớnh khỏng khun ca cỏc dch chit tng ng,

polyphenol ca ging PH1 cú kh nng khỏng c 3 loi
vi khun nghiờn cu. Trong ú, Bacillus cereus
th hin tớnh mn cm nht vi polyphenol chố. Mt khỏc, tn ti mi tng quan cht (R
2
> 0,95) gia
hm lng polyphenol trong nguyờn liu vi hot tớnh khỏng khun ca dch chit. Trong cỏc loi
nguyờn liu nghiờn cu, hot tớnh khỏng khun gim dn theo chiu: 1 tụm 2 lỏ >B >C> lỏ gi ( = 0,05).
olyphenol.
T khoỏ: Hot tớnh khỏng khun, ging chố PH1, cht lng nguyờn liu, p
SUMMARY
Total polyphenol concentraion and antibacterial activity against Bacillus subtilis, Bacillus cereus
v Proteus sp. of 04 types of material (a bud and two leaves, B, C and old leaf) of variety PH1 were
determined. The result showed that the total concentration of polyphenol varied depending on the age
of leaf. Of 4 these samples, the total polyphenol concentration were 26.60%, 22.75%, 20.10% and
15.10% (dry weight) respectively. Polyphenol from variety PH1
Exhibited antibacterial acitivity agianst
all the three bacteria strains, in which the extracted polyphenol inhibited Bacillus cereus more than
Bacillus subtilis and Proteus sp. There was a very strong correlation between the concentration of
polyphenol and the antibacterial activity of the extracted polyphenol (R
2
> 0.95). The antibacterial
activity decreases according to the order: a bud and two leaves, B, C and old leaf ( = 0.05).
Key words: Antibacterial activity, material quality, polyphenol, variety of PH1.
1. ĐặT VấN Đề
Polyphenol l nhóm hợp chất hóa học cơ
bản trong chè nguyên liệu cũng nh chè
thnh phẩm. Trong công nghiệp chế biến,
các hợp chất ny đóng vai trò chủ đạo cho
việc tạo hơng vị đặc trng cho chè. Nhiều
nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, polyphenol

cũng l thnh phần chính tạo nên các tính
chất dợc lý của chè nh: tính sát khuẩn,
khả năng chống xơ vữa động mạch (Stangl
v cs., 2006), phòng chống các bệnh về tim
mạch, tiểu đờng, béo phì (Kao v cs., 2006;
Lin v Lin-shiau, 2006) Các tính chất ny
do khả năng chống oxy hóa, kháng khuẩn
của polyphenol chè tạo ra (Mendel, 2007).
258

nh hng ca cht lng nguyờn liu n hm lng polyphenol v hot tớnh khỏng khun...
ở Việt Nam, việc trồng v chế biến chè
đã có lịch sử hng trăm năm. Cây chè không
chỉ l cây xóa đói giảm nghèo, phủ xanh đất
trống đồi núi trọc, cải thiện môi trờng sinh
thái cho các tỉnh trung du v đồi núi m còn
góp phần quan trọng trong việc thúc đẩy
kinh tế xã hội ở các vùng ny. Hiện nay, Việt
Nam đứng hng thứ 5 trên thế giới về diện
tích v sản lợng chè. Tuy nhiên, đời sống
của ngời trồng v chế biến chè vẫn rất khó
khăn do giá trị sản phẩm thấp, không ổn
định, phụ thuộc lớn vo thị trờng thế giới.
Một trong các giải pháp quan trọng
nhằm nâng cao giá trị của cây chè l khai
thác các hợp chất có hoạt tính sinh học trong
chè (polyphenol), đặc biệt tận dụng nguồn
nguyên liệu l các phế phụ phẩm của ngnh
công, nông nghiệp trồng v chế biến chè (chè
cấp thấp, chè gi). Nhiều công bố (Wang

v cs., 2000; Imtiaz v cs., 2006; Yang v cs.,
1995; Yamaz, 2006) cho thấy, polyphenol chè
có tiềm năng ứng dụng to lớn trong y học,
dợc học, công nghiệp mỹ phẩm v công
nghiệp thực phẩm. ở nớc ta, vấn đề ny còn
rất mới mẻ, ít nghiên cứu đợc công bố.
Những nghiên cứu về sinh hóa chè chủ yếu
tập trung trên các chỉ tiêu phục vụ cho mục
đích chế biến nh độ ẩm, tanin, chất hòa
tan, cafein. Những nghiên cứu về polyphenol
chè, đặc biệt về hoạt tính kháng khuẩn của
nó còn ít đợc biết tới, trong khi các chỉ tiêu
ny phụ thuộc rất lớn vo giống chè, chất
lợng (độ non gi) của nguyên liệu, chế độ
canh tác, điều kiện thời tiết
Để tạo cơ sở khoa học phục vụ cho mục
đích chế biến v khai thác các hợp chất có hoạt
tính sinh học cao trong cây chè, nghiên cứu
n
y đợc tiến hnh nhằm lm rõ ảnh hởng
của chất lợng nguyên liệu đến hm lợng
polyphenol v hoạt tính kháng khuẩn của
giống chè PH1, một trong những giống cho
năng suất cao nhất ở nớc ta hiện nay nhng
chất lợng chè chế biến thờng không đợc
a chuộng do để lại d vị đắng cho sản phẩm
(Đon Hùng Tiến v Đỗ Văn Ngọc, 1998).
2. VậT LIệU V PHƯƠNG PHáP
2.1. Vật liệu nghiên cứu
04 loại nguyên liệu: chè thu hái tinh -1

tôm 2 lá, loại B (TCVN 2843-79), loại C
(TCVN 2843-79), nguyên liệu gi - lá 5, 6, 7
của giống chè PH1 (thu tháng 3/2010, tại đồi
chè thí nghiệm thuộc Viện nghiên cứu Khoa
học Kỹ thuật Nông Lâm nghiệp miền núi
phía Bắc - Phú Hộ - Phú Thọ) đợc sử dụng
cho nghiên cứu ny. Sau thu hái, chè đợc
diệt men ngay (hấp 90
0
C/3 phút), sau đó sấy
chân không ở 75
0
C đến độ ẩm 3 - 5%
(Gallenkamp - UK). Mẫu chè khô đợc bảo
quản ở 4
0
C cho đến khi phân tích.
03 loi vi khuẩn: Bacillus subtilis,
Bacillus cereus, Proteus sp. đợc mua tại
Viện Bảo tng giống vi sinh vật Trờng
Đại học Quốc gia H Nội.
Thuốc thử Folin - Ciocalteu (Merck,
Germany), muối natri cacbonat (A.R, China),
methanol (A.R, China), axit gallic, natri
hydroxit (A.R, China), môi trờng Muller-
Hinton (England).
2.2. Phơng pháp xác định hm lợng
polyphenol tổng số
Hm lợng polyphenol tổng số đợc xác
định theo phơng pháp ISO 14502-1-2005.

Nghiền nhỏ 0,2 g mẫu chè khô (độ ẩm
5%, kích thớc 0,5-1 mm), cho vo ống tube
10 ml. Nâng nhiệt của ống chiết bằng cách
đặt trong bể ổn nhiệt ở 70
o
C trong vòng 1
phút. Sau đó thêm 5 ml dung dịch methanol
70% đã đợc ổn nhiệt ở 70
o
C trong vòng 30
phút. Lắc đều trên máy vortex v tiếp tục
trích ly trong vòng 10 phút ở 70
o
C. Trong
quá trình trích ly, tiến hnh lắc đều trên
máy vortex tại các thời điểm 5 v 10 phút
trích ly. Sau khi trích ly, lm nguội tự nhiên
xuống nhiệt độ phòng v tiến hnh ly tâm
(Hermle Z400) ở 3500 vòng/phút trong 10
phút. Gạn lấy phần dịch chiết vo bình định
mức 10 ml, phần bã tiếp tục đem trích ly lần
2 với thủ tục nh trên. Tập trung dịch chiết
v lên thể tích bằng methanol 70% đến vạch.
Hút chính xác 1 ml dịch chiết vo bình định
mức 100 ml v lên thể tích tới vạch, lắc đều
259
Giang Trung Khoa, Nguyn Th Min, Phm Vn Hin, Phm Th Hng Diu, P. Duez

thu đợc dịch pha loãng. Tiến hnh lên mu
theo trình tự : hút 1 ml dịch chiết pha loãng,

thêm 5 ml thuốc thử Folin-Ciocalteu 10% v
lắc đều, tiếp tục thêm 4 ml dung dịch
Na
2
CO
3
7,5%, lắc đều v để yên 1 h sau đó
tiến hnh so mu ở bớc sóng 765 nm (UV-
1800, Shimadzu - Japan). Mỗi thí nghiệm
lặp lại 3 lần v lấy kết quả trung bình. Hm
lợng polyphenol tổng số theo % chất khô
(CK) đợc tính dựa vo đồ thị chuẩn của axit
gallic trong khoảng nồng độ 10 - 50 mg/ml
theo công thức:
lợng dịch chiết truyền vo lỗ thạch l 70 l
với mẫu đối chứng l methanol 70%. Mật độ
vi khuẩn đợc cấy trong môi trờng khoảng
10
6
CFU/ml. Thí nghiệm đợc lặp lại 3 lần.
2.4. Xử lý kết quả
Số liệu đợc phân tích phơng sai
(ANOVA) bằng phần mềm IRRISTAT 4.0
3. KếT QUả V THảO LUậN
3.1. ảnh hởng của chất lợng nguyên liệu
đến hm lợng polyphenol tổng số
(Dm D
0
) x Vm x d x 100
WT =

S

x m x 10.000 x Wm

Hm lợng polyphenol trong nguyên
liệu l một trong những cơ sở khoa học quan
trọng đợc sử dụng trong công nghiệp chế
biến (lựa chọn phơng án sản phẩm). Mặt
khác, đây cũng l một chỉ tiêu cần phải đợc
lm rõ khi sử dụng các loại nguyên liệu khác
nhau với mục đích khai thác các hợp chất
polyphenol từ chè tơi nguyên liệu do nó liên
quan đến giá thnh sản phẩm v hiệu quả
kinh tế đem lại.
Trong đó:
WT- Hm lợng polyphenol tổng số
(% CK)
Dm- mật độ quang thu đợc của dung
dịch mẫu
D
0
- mật độ quang khi x bằng 0
S- giá trị hệ số góc (a)
m- khối lợng mẫu phân tích (g)
Vm- thể tích dịch chiết (ml) (10 ml)
Trong các loại nguyên liệu nghiên cứu,
hm lợng polyphenol tổng số biến động
mạnh ( = 0,05), dao động trong khoảng từ
14,63% CK đến 26,60% CK (Bảng 1). Kết quả
của nghiên cứu ny cao hơn so với nghiên cứu

của Nguyễn Văn Chung v Trơng Hơng
Lan (2007). Khi phân tích mẫu chè xanh Thái
Nguyên v Bảo Lộc (Lâm Đồng), các tác giả
trên cho thấy hm lợng polyphenol tổng số
trong các mẫu chè đạt 18,45% CK v 18,80%
CK tơng ứng. Sự khác biệt ny có thể do sự
không đồng nhất về nguyên liệu (giống, chất
lợng nguyên liệu, loại chè phân tích...) của
nghiên cứu ny v của các tác giả trên.
d- hệ số pha loãng (100)
Wm- hm lợng chất khô của mẫu phân
tích (%)
2.3. Phơng pháp xác định khả năng
kháng khuẩn
03 loi vi khuẩn Bacillus subtilis,
Bacillus cereus, Proteus sp. đợc nuôi cấy
trên môi trờng Muller-Hinton ở 37
0
C trong
12 h. Khả năng kháng khuẩn của dịch chiết
chè đợc xác định theo phơng pháp khuyếch
tán trên đĩa thạch (Hudzicki, 2009). Dịch
chiết của các loại nguyên liệu đợc chuẩn
bị theo ISO 14502-1:2005 (không pha loãng),
Bảng 1. ảnh hởng của chất lợng nguyên liệu đến
hm lợng polyphenol trong chè PH1
Loi nguyờn liu Hm lng polyphenol tng s (% CK)
1 tụm 2 lỏ 26,60
a
B 22,75

b
C 20,10
c
Lỏ gi 14,63
d
LSD
0,05
0,34

Cỏc s liu mang nhng ch m khỏc nhau l khỏc nhau cú ngha mc = 0,05
260
nh hng ca cht lng nguyờn liu n hm lng polyphenol v hot tớnh khỏng khun...
Về ảnh hởng của chất lợng nguyên
liệu đến hm lợng polyphenol, nghiên cứu
nhận thấy, nguyên liệu cng non, chất lợng
cng tốt thì hm lợng ny cng cao v
ngợc lại. Tuy nhiên, sự chênh lệch ny giữa
2 loại nguyên liệu thờng đợc sử dụng
trong chế biến (nguyên liệu loại B v loại C)
l không lớn, chỉ khoảng 2% CK (Bảng 1).
Theo giải thích của Nguyễn Duy Thịnh
(2004), polyphenol hay tanin l sản phẩm
của quá trình quang hợp, có quan hệ mật
thiết với cờng độ chiếu sáng, cờng độ
chiếu sáng cng tăng thì hm lợng
polyphenol trong nguyên liệu cng cao. Do
vậy, các lá non nằm ở phần đầu của các
cnh chè sẽ nhận đợc điều kiện ánh sáng
tốt hơn v thờng có hm lợng polyphenol
cao hơn so với các lá gi nằm ở gốc của cnh

chè. Kết quả trên cũng chỉ ra, hm lợng
polyphenol trong chè PH1 của nớc ta nằm
ở mức cao so với mức trung bình của thế
giới (khoảng 20-25% CK) (Yao v cs., 2006).
Đặc biệt, hm lợng ny trong các lá gi

vẫn đạt tới hơn 40% so với hm lợng trong
nguyên liệu thu hái tinh. Điều ny cho
thấy, giống PH1 l giống đầy tiềm năng,
phù hợp để khai thác các hợp chất có hoạt
tính sinh học cao trong chè - các hợp chất
polyphenol. Về phơng diện chế biến, theo
Ngô Hữu Hợp (1984), nguyên liệu phù hợp
với chế biến chè xanh phải có hm lợng
tanin hay polyphenol thấp v điều ny l
ngợc lại trong sản xuất chè đen. Do vậy,
kết quả ny cũng cho thấy, giống PH1 chỉ
phù hợp cho chế biến chè đen, chế biến chè
xanh từ giống ny có thể sẽ lm cho sản
phẩm có vị quá mạnh không phù hợp với thị
hiếu ngời tiêu dùng.
3.2. ảnh hởng của chất lợng nguyên
liệu đến hoạt tính kháng khuẩn
Vi khuẩn
Proteus B. subtilis, v B.
cereus
thờng gây ra các vấn đề về ngộ độc
thực phẩm. Bên cạnh đó, tính chống chịu của
bo tử B. subtilis l vấn đề nghiêm trọng
trong các ngnh công nghiệp dợc, công

nghiệp thực phẩm v ngnh sản xuất vật
liệu tiệt trùng (Euzéby, 2007). Khả năng
kháng khuẩn l một trong các đặc tính sinh
học quan trọng của dịch chiết chè. Khả năng
ny đã đợc chứng minh chủ yếu do tác dụng
của thnh phần polyphenol có trong dịch
chiết (Zhang v Charles, 2004). Kết quả thử
nghiệm về hoạt tính kháng khuẩn của các
loại nguyên liệu chè PH1 với 3 loi vi khuẩn
ny đợc trình by ở bảng 2.
Bảng 2. ảnh hởng của chất lợng nguyên liệu đến khả năng kháng
Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Proteus sp.
ng kớnh vũng vụ khun
(mm)
Dch chit polyphenol
Bacillus subtilis Bacillus cereus
Proteus sp.
LSD
0,05
1 tụm 2 lỏ 7,33
Ba
13,83
Aa
8,50
Ba
0,82
B 5,50
Cb
11,83
Ab

6,33
Bb
0,60
C 4,33
Cc
10,67
Ac
5,00
Bc
0,47
Lỏ gi 3,00
Cd
8,17
Ad
3,67
Bd
0,47
LSD
0,05
0,73 0,73 0,90
- Cỏc s m a, b, c biu din s khỏc nhau gia cỏc loi nguyờn liu i vi cựng mt loi vi khun (theo ct).
- Cỏc s m A, B, C biu din s khỏc nhau gia cỏc loi vi khun i vi cựng mt loi nguyờn liu (theo hng).
- Cỏc s liu mang nhng ch m khỏc nhau l khỏc nhau cú ngha mc = 0,05
261
Giang Trung Khoa, Nguyn Th Min, Phm Vn Hin, Phm Th Hng Diu, P. Duez
Kết quả cho thấy, dịch chiết hay
polyphenol chè có tác dụng ức chế đối với cả
3 loi vi khuẩn thử nghiệm. Điều ny l phù
hợp với nghiên cứu của Sakanaka v cs.
(2000), Almajano v cs. (2008), Turkmen v

cs. (2007). Tuy nhiên, nghiên cứu ny cũng
nhận thấy, độ nhạy cảm đối với polyphenol
của các loại vi sinh vật có khác nhau. Trong
các vi khuẩn thử nghiệm, B. cereus tỏ ra
nhạy cảm nhất, sau đó đến Proteus sp. v
cuối cùng l B. subtilis. Đối với nguyên liệu 1
tôm 2 lá, đờng kính vòng vô khuẩn đối với
B. subtilis chỉ l 7,33 mm nhng nó lên tới
8,50 mm đối với Proteus sp. v tới 13,83 mm
đối với B. cereus.
Về ảnh hởng của các loại nguyên liệu
khác nhau đến hoạt tính kháng khuẩn,
nghiên cứu cho thấy, đối với tất cả các vi
khuẩn thử nghiệm, đờng kính vòng kháng
khuẩn đều giảm dần từ loại nguyên liệu non
chất lợng cao đến nguyên liệu gi chất
lợng kém, theo chiều: 1 tôm 2 lá >B > C> lá
gi (=0,05). Thực vậy, tơng ứng với 3
chủng
B. subtilis, B. cereus v Proteus sp.
giá trị ny với nguyên liệu 1 tôm 2 lá lên tới
7,33 mm, 13,83 mm v 8,50 mm trong khi nó
chỉ l 4,33 mm, 10,67 mm v 5,00 mm với
nguyên liệu loại C hay 3,00 mm, 8,17 mm v
3,67mm đối với các lá gi. Điều ny có thể
liên quan đến hm lợng polyphenol khác
nhau trong các loại nguyên liệu nghiên cứu,
khi hm lợng polyphenol trong dịch chiết
cng cao thì hoạt tính kháng khuẩn của nó
cng mạnh.

y = 0.2447x
R
2
= 0.9553
y = 0.5268x
R
2
= 0.9976
y = 0.2845x
R
2
= 0.9591
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 5 10 15 20 25 30
Hm lng polyphenol (%CK)
ng kớnh vũng vụ khun (mm)
B. subtilis
B. cereus
Pr. sp
Linear (B. subtilis)
Linear (B. cereus)
Linear (Pr. sp)

Hình 1. Đồ thị biểu diễn sự tơng quan giữa hm lợng polyphenol
trong nguyên liệu v hoạt tính kháng khuẩn của giống chè PH1
B.cereus : y = 0,5269x, R
2
=0,9976
Proteus sp. : y = 0,2845x, R
2
= 0,9591
B.subtilis: y = 0,2447x, R
2
= 0,9553
262