tách chiết và xác định hoạt tính chống oxy hóa của anthocyanin từ vỏ chôm chôm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN



LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYÊN NGÀNH SINH HỌC
TÊN ĐỀ TÀI

TÁCH CHIẾT VÀ XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH
CHỐNG OXY HÓA CỦA ANTHOCYANIN
TỪ VỎ CHÔM CHÔM

Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

ThS. ĐỖ TẤN KHANG

HUỲNH XUÂN MỸ
MSSV: 3092355
LỚP: SINH HỌC- K35

Cần Thơ, 2013


PHẦN KÝ DUYỆT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Th.S Đỗ Tấn Khang

Huỳnh Xuân Mỹ

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………

Cần Thơ, ngày

tháng

năm 2013

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

LỜI CẢM TẠ

Trong suốt quá trình thực hiện luận văn, em luôn nhận được sự quan tâm,
giúp đỡ tận tình từ nhà trường, thầy cô và bạn bè.
Em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới thầy Đỗ Tấn Khang
và thầy Trần Thanh Mến đã tận tình hướng dẫn và bổ sung kiến thức, động viên
em trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô Bộ môn Sinh học- Khoa Khoa
học Tự nhiên, và quý thầy cô cộng tác tại Viện Nghiên Cứu và Phát triển Công
Nghệ Sinh học đã tận tình hướng dẫn và động viên em.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến anh Trần Văn Bé Năm và các anh chị
cán bộ Phòng Sinh học Phân tử, Viện Nghiên Cứu và Phát Triển Công Nghệ Sinh
học đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình thực hiện luận
văn.
Chân thành cảm ơn tập thể lớp Sinh học K35 và bạn Nguyễn Ngọc Như
Thanh đã giúp đỡ em trong quá suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn
này.
Em xin kính chúc quý thầy cô và các bạn sinh viên lời chúc sức khỏe,
thành công.

Huỳnh Xuân Mỹ

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

i

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên kết quả nghiên
cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của thầy Đỗ Tấn Khang. Các số liệu và kết quả có
được trong luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ
luận văn nào trước đây.

Cán bộ hướng dẫn

Sinh viên thực hiện

Th.S Đỗ Tấn Khang

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

Huỳnh Xuân Mỹ

ii

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ.............................................................................................................. I
LỜI CAM KẾT ..........................................................................................................II

MỤC LỤC................................................................................................................ III
DANH SÁCH HÌNH ..............................................................................................VII
DANH SÁCH BẢNG........................................................................................... VIII
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT............................................................................. IX
TÓM TẮT ..................................................................................................................X
ABSTRACT ............................................................................................................. XI
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU........................................................................................ 1
CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU.................................................................. 3
II.1 Tổng quan về sự oxy hoá và chất chống oxy hoá ............................................. 3
II.1.1 Sự oxy hoá.................................................................................................... 3
II.1.2 Chất chống oxy hoá ..................................................................................... 3
II.1.3 Một số chất chống oxy hoá điển hình trong thực vật................................. 5
II.1.4 Một số nghiên cứu về các hợp chất chống oxy hóa từ thực vật................ 5
a) Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa và các hợp chất chống oxy hóa ở một
số thực vật ăn được của Thái Lan ..................................................................... 5
b) Xác định hoạt tính chống oxy hóa của vitamin C và một số cao ethanol
thô chiết từ thực vật bằng phương pháp ferric thiocyanate (FTC).................. 6
II.2 Tổng quan về chất chống oxy hóa Anthocyanin.............................................. 7
II.2.1 Anthocyanin ................................................................................................. 7
II.2.2 Cấu trúc hoá học của Anthocyanin ............................................................. 8
II.2.3 Tính chất của Anthocyanin.......................................................................... 9
II.2.4 Sự phân bố của Anthocyanin .................................................................... 11
II.3 Vai trò của Anthocyanin đối với thực vật và sức khoẻ con người................. 13
II.3.1 Đối với thực vật.......................................................................................... 13
II.3.2 Đối với sức khoẻ con người ...................................................................... 14
II.4 Hoạt tính chống oxy hoá của Anthocyanin ..................................................... 15
II.4.1 Một số cơ chế chống oxy hoá của Anthocyanin ...................................... 15
II.4.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng chống oxy hoá của Anthocyanin ... 15

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

iii

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

II.4.3 Một số nghiên cứu về Anthocyanin từ thực vật....................................... 17
a) Chất chống oxy hóa Anthocyanin từ trái cây ăn được .............................. 17
b) Nghiên cứu tách chiết Anthocyanin từ đài hoa Hibiscus Sabdariffa- Ứng
dụng để sản xuất giấy chỉ thị phát hiện nhanh hàn the trong thực phẩm...... 17
c) Xác định hàm lượng Anthocyanin trong một số nguyên liệu rau quả bằng
phương pháp pH vi sai..................................................................................... 18
II.5 Tổng quan về Chôm chôm ............................................................................... 18
II.5.1 Giới thiệu.................................................................................................... 18
II.5.2 Thành phần hoá học................................................................................... 19
a) Thịt quả......................................................................................................... 19
b) Hạt ................................................................................................................ 20
c) Vỏ Chôm chôm ............................................................................................ 20
II.5.3 Một số nghiên cứu về chất chống oxy hóa trên vỏ Chôm chôm............. 20
a) Phân lập và nhận danh cấu trúc hóa học các hợp chất flvonoid glycoside
từ vỏ trái Chôm chôm (Nephelium lappaceum L.) ........................................ 20
b) Xác định các hợp chất phenolic từ quả Chôm chôm và hoạt tính chống
oxy hóa của chúng............................................................................................ 20
c) Chất chống oxy hóa và hoạt tính kháng khuẩn từ dịch chiết Chôm chôm21
II.6 Một số phương pháp sàng lọc khả năng chống oxy hóa ................................ 22
II.6.1 Phương pháp FRAP ................................................................................... 22

II.6.2 Phương pháp đo MDA............................................................................... 22
II.5.3 Phương pháp sàng lọc khả năng loại gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2picrylhydrazyl) ..................................................................................................... 23
CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP........................................ 25
III.1 Phương tiện ...................................................................................................... 25
III.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện............................................................... 25
III.1.2 Nguyên liệu............................................................................................... 25
III.1.3 Hoá chất .................................................................................................... 25
III.1.4 Thiết bị ...................................................................................................... 25
III.2 Phương pháp .................................................................................................... 26
III.2.1 Chuẩn bị hóa chất và xử lí mẫu ............................................................... 26

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

iv

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

a) Xử lí mẫu...................................................................................................... 26
b) Chuẩn bị acid gallic ..................................................................................... 26
c) Chuẩn bị DPPH............................................................................................ 26
d) Xây dựng đường chuẩn (khảo sát nồng độ ảnh hưởng đến khả năng chống
oxy hóa của acid gallic) ................................................................................... 27
B là độ hấp thụ DPPH có acid gallic............................................................... 27
e) Phương pháp DPPH (khảo sát khả năng chống oxy hóa của dịch chiết) . 27
III.2.2 Bố trí thí nghiệm....................................................................................... 28

a) Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi trong quá trình ly
trích Anthocyanin............................................................................................. 28
c) Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản trong quá trình
ly trích Anthocyanin......................................................................................... 31
d) Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của loại vỏ Chôm chôm trong quá
trình ly trích Anthocyanin................................................................................ 32
III.3 Phân tích số liệu............................................................................................... 33
CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................... 34
IV.1 Xây dựng đường chuẩn (khảo sát khả năng chống oxy hóa của acid gallic
theo nồng độ)............................................................................................................ 34
IV.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi trong quá trình ly
trích Anthocyanin .................................................................................................... 36
IV.2.1 Xác định bước sóng cực đại..................................................................... 36
IV.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của dung môi trong quá trình ly trích Anthocyanin
............................................................................................................................... 36
IV.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản trong quá trình ly
trích Anthocyanin .................................................................................................... 42
IV.4.1 Xác định độ ẩm của mẫu.......................................................................... 42
IV.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến quy trình ly trích
Anthocyanin ......................................................................................................... 42
IV.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của loại vỏ Chôm chôm trong quá trình
ly trích Anthocyanin ................................................................................................ 44
CHƯƠNG V. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 46

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

v

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ

Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

V.1 Kết luận ............................................................................................................. 46
V.2 Kiến nghị........................................................................................................... 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 47
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 51

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

vi

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1. Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá ................................................. 4
Hình 3. Cấu trúc của một số anthocyanidin tự nhiên .............................................. 9
Hình 4: Sự tạo phức giữa cyanidin và DNA .......................................................... 16
Hình 5. Quả Chôm chôm......................................................................................... 18
Hình 6. Phản ứng FRAP .......................................................................................... 22
Hình 7. Phản ứng trung hòa gốc DPPH.................................................................. 24
Hình 8. Máy vortex.................................................................................................. 25

Hình 9. Máy đo quang phổ (trái) và máy li tâm (phải).......................................... 26
Hình 10. Quy trình so sánh các hệ dung môi trong ly trích Anthocyanin từ vỏ
Chôm chôm .............................................................................................................. 29
Hình 11. Quy trình khảo sát ảnh hưởng của các loại acid trong ly trích
Anthocyanin từ vỏ Chôm chôm.............................................................................. 30
Hình 12. Quy trình khảo sát khả năng chống oxy hóa của dịch từ hai loại mẫu
tươi và mẫu khô. ...................................................................................................... 32
Hình 13. Quy trình khảo sát khả năng chống oxy hóa của dịch từ hai loại vỏ
Chôm chôm thường và chôm nhãn......................................................................... 33
Hình 14. Đường chuẩn của acid gallic trong phương pháp DPPH....................... 35
Hình 15. Ảnh hưởng của của tỉ lệ dung môi trong tách chiết Anthocyanin: (1)
Ethanol/nước: 1/1; 1% HCl, (2) Ethanol/nước: 3/2; 1% HCl, (3) Ethanol/nước:
7/3; 1% HCl, (4) 100% Ethanol, (5) 100% nước cất............................................. 38
Hình 16. Ảnh hưởng của acid trong tách chiết Anthocyanin: (1) Acid HCl, (2)
Acid axetic. (3) Đối chứng không có acid, (4) Acid citric.................................... 40
Hình 17. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến trong tách chiết Anthocyanin:
(1) Mẫu tươi, (2) Mẫu khô ...................................................................................... 43
Hình 18. Ảnh hường của loại vỏ Chôm chôm trong ly trích Anthocyanin: (1)
Chôm chôm thường, (2) Chôm chôm nhãn............................................................ 44

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

vii

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.Cấu trúc hóa học của các Anthocyanin ....................................................... 8
Bảng 2. Các Anthocyanin trong môt số nguồn thực vật........................................ 12
Bảng 3. Độ hấp thụ quang phổ (giá trị OD) của dịch chiết Anthocyanin ở bước
sóng 430 nm. ............................................................................................................ 37
Bảng 4. Ảnh hưởng của hệ dung môi đến giá trị OD của dịch chiết khi có DPPH
sau 30 phút (khả năng khử gốc tự do của DPPH).................................................. 38
Bảng 5. Ảnh hưởng của hệ dung môi đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết
................................................................................................................................... 39
Bảng 6. Ảnh hưởng của acid đến độ hấp thụ (giá trị OD) dịch chiết Anthocyanin.
................................................................................................................................... 41
Bảng 7. Độ ẩm của mẫu .......................................................................................... 42
Bảng 8. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến khả năng làm sạch DPPH của
dịch chiết Anthocyanin............................................................................................ 43
Bảng 9. Khả năng chống oxy hóa của dịch chiết Anthocyanin từ hai loại vỏ
Chôm chôm .............................................................................................................. 44

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

viii

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
MDA:Malonyldialdehyd
TBA: Mcid thiobarbituric
FTC: Ferric thiocyanate.
DPPH : 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl
FRAP: Ferric redneing antioxidant power
ORAC: Oxygen radical absorbance capacity
Cy: Cyanidin
Pg: Pelagorindin
Pn: Peonidin
Dp: Delphinidin
Pt: Petunidin
Mv: Malvidin
Ctv: cộng tác viên

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

ix

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

TÓM TẮT
Trong đề tài nghiên cứu, Anthocyanin được tách chiết từ vỏ Chôm chôm
(Nephelium lappaceum L.). Khả năng chống oxy hóa của dịch chiết được xác
định bằng phương pháp khử gốc tự do DPPH được mô tả theo Akter et al (2010).

Điều kiện tối ưu để tách chiết Anthocyanin trong đề tài được xác định như sau:
Hệ dung môi Ethanol/nước: 1/1; 1% Acid Axetic, tỉ lệ giữa mẫu và dung môi là
0,2 g mẫu/ 1,6 ml dung môi, thời gian chiết là 24h. Kết quả thí nghiệm cho thấy
khả năng chống oxy hóa ở mẫu tươi cao hơn mẫu khô lần lượt là 72,59 ± 1,28 %
và 56,42 ± 1,02 %. Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết Anthocyanin từ vỏ
Chôm chôm thường (72,59 ± 1,28 %) cao hơn dịch chiết từ vỏ Chôm chôm nhãn
(69,57 ± 1,02 %). Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết Anthocyanin từ vỏ
Chôm chôm phụ thuộc vào điều kiện bảo quản nguyên liệu và giống Chôm
chôm.
Từ khóa: Anthocyanin, Chôm chôm, DPPH, hoạt tính chống oxy hóa, Nephelium
lappaceum L..

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

x

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

ABSTRACT
In the study activity, Anthocyanin was extracted from rambuatan
(Nephelium lappaceum L.) pericarp tissue. By using the DPPH method, DPPH
radical – scavening activity was performed based on the method described by
Akter et al (2010). The optimal conditions for extraction were identified
including Ethanol solvent to water was 1: 1 with supplement 1% Acetic Acid; the
ratio of solvent per raw- material was 1.6 ml/ 0.2 g; extracting duration was 24

hours. Results showed the antioxydant activity of fresh material higher than dry
material was 72.59 ± 1.28 % and 56.42 ± 1.02 %, respectively. Anthocyanin
accumulate in peels of two varieties of rambutan showed different antioxydant
activity. The antioxydant level in peels of common rambutan (72.59 ± 1.28 %)
higher than peels of sweet rambutan (69.57 ± 1.02 %).
Keywords: Antioxydant activity, Anthocyanin, DPPH, Nephelium lappaceum L.,
rambutan.

CBHD: Th.S Đỗ Tấn Khang

xi

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU
Sức khỏe luôn là vấn đề hàng đầu được con người quan tâm đến. Con người
không chỉ muốn sống khỏe mà còn mong ước kéo dài tuổi thọ bằng việc chống
lại sự lão hóa. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh, quá trình lão hóa là hệ quả của
cơ chế trao đổi chất và sự già đi của cơ thể, kéo theo đó là các căn bệnh kinh
niên. Thật ra, gốc tự do luôn được sinh ra trong cơ thể và cũng có vai trò tích cực
đối với cơ thể. Quan trọng hơn hết là trong cơ thể khoẻ mạnh, gốc tự do sinh ra
có giới hạn, không quá thừa để gây hại. Bởi vì bên cạnh các gốc tự do luôn có hệ
thống các chất chống oxy hoá "nội sinh" để cân bằng lại, vô hiệu hoá các gốc tự
do có hại. Khi có sự tăng quá nhiều gốc tự do sẽ gây ra tình trạng viêm nhiễm ở
các cơ quan, các bệnh lý như tim mạch, bệnh thần kinh, đục thuỷ tinh thể, thoái

hóa hoàng điểm ở mắt, tăng nguy cơ các bệnh ung thư và nhất là sớm xuất hiện
hiện tượng lão hoá. Nhưng thật may mắn, để chống lại sự bội tăng các gốc tự do
sinh ra quá nhiều mà hệ thống "chất chống oxy hoá nội sinh" không đủ sức cân
bằng để vô hiệu hoá, các nhà khoa học đặt vấn đề dùng các "chất chống oxy hóa
ngoại sinh" với mục đích phòng bệnh, nâng cao sức khoẻ, chống lão hoá.
Anthocyanin chính là một trong số các chất chống oxy hóa ngoại sinh đó được
tìm ra. Hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học quí báu này có sẵn trong thiên nhiên
ở những thực vật quen thuộc có màu đỏ, cam, tím... Anthocyanin hiện diện ở hầu
hết các bộ phận của thực vật bao gồm hoa, lá, thân, củ, trái và kể cả ở cả những
phần không ăn được ở trái cây như là vỏ. Chôm chôm là một loại trái cây phổ
biến ở Việt Nam, có nhiều ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long như là ở các tỉnh
Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Cần Thơ… Loại quả này ăn rất ngon, vỏ quả
có màu đỏ, màu đặc trưng của Anthocyanin. Đã có rất nhiều nghiên cứu cho rằng
trong vỏ Chôm chôm có chứa rất nhiều các hợp chất chống oxy hóa trong đó có
Anthocyanin. Nhưng vỏ Chôm chôm vừa cứng lại vừa có vị đắng nên luôn bị vứt
đi sau khi sử dụng. Như vậy, chúng ta cũng đã vô tình vứt đi một hợp chất quí
giá tồn tại trong vỏ. Do đó, để tránh được sự lãng phí, mục tiêu của đề tài là tìm
ra dung môi tối ưu để tách chiết Anthocyanin, một hợp chất chống oxy hóa vô
cùng quí giá từ vỏ Chôm chôm (Nephelium lappaceum), phần luôn bị bỏ đi sau

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

1

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

khi sử dụng. Bên cạnh đó, nghiên cứu còn khảo sát sự ảnh hưởng của điều kiện
và giống Chôm chôm đến khả năng chống oxy hóa của dịch chiết Anthocyanin.

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

2

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

CHƯƠNG II. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
II.1 Tổng quan về sự oxy hoá và chất chống oxy hoá
II.1.1 Sự oxy hoá
Sự oxy hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang
chất oxy hóa, có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá
hủy tế bào sinh vật.
Trong sản xuất, bảo quản và chế biến thực phẩm, sự oxy hoá chất béo là
nguyên nhân hạn chế thời gian bảo quản thực phẩm. Trong cơ thể quá trình oxy
hóa chất béo làm phá hủy các mô, hủy hoại tế bào, gây nên quá trình lão hóa.
Sự tạo thành quá mức các gốc tự do có thể làm vượt quá khả năng chống
oxy hóa của các enzyme như glutathione peroxydase, catalase, superoxyde
dismutase, và các hợp chất chống oxy hóa như glutathione, tocopherol hay acid
ascorbic. Hậu quả là các protein, lipid và DNA sẽ là mục tiêu tấn công của các
gốc tự do, làm tổn thương đến các enzyme, màng tế bào và các vật chất di truyền.
Các gốc tự do và các nhóm oxy hóa các lipoprotein tỉ trọng thấp là nguyên nhân

chính thúc đẩy cho các chứng bệnh tim mạch vành và bệnh xơ vữa động mạch.
II.1.2 Chất chống oxy hoá
Chất chống oxy hóa (antioxydant) là một loại hóa chất giúp ngăn chặn hoặc
làm chậm quá trình oxy hóa chất khác. Chất chống oxy hóa ngăn quá trình phá
hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy hóa
chính chúng. Chúng làm giảm tác dụng của các quá trình oxy hóa nguy hiểm
bằng cách liên kết với nhau với các phân tử có hại, giảm sức mạnh hủy diệt của
chúng. Đặc tính chính của các chất chống oxy hóa là khả năng bẫy các gốc tự do.
Những gốc tự do đó có thể oxy hóa axit nucleic, protein, chất béo hoặc DNA và
có thể gây bệnh thoái hóa. Các hợp chất chống oxy hóa như axit phenolic,
polyphenol và flavonoid có thể làm sạch các gốc tự do như hydroperoxyde,
peroxyde hoặc lipid peroxyl.

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

3

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

Các hợp chất chống oxy hóa trong thực phẩm đóng một vai trò quan trọng
trong bảo vệ sức khỏe. Bằng chứng khoa học cho thấy rằng chất chống oxy hóa
giảm nguy cơ các bệnh mãn tính như ung thư và bệnh tim. Các chất chống oxy
hóa chủ yếu có nguồn gốc từ thiên nhiên có trong trái cây, rau quả... Các chất
chống oxy hóa có nhiều trong thực phẩm như vitamin C, vitamin E, caroten, acid
phenolic, phytate và kích thích tố nữ đã được công nhận là có khả năng làm giảm

nguy cơ mắc bệnh (Huỳnh Thị Thanh Tuyền và ctv, 2011). Hầu hết các hợp chất
chống oxy hóa trong một chế độ ăn điển hình có nguồn gốc từ thực vật. Một số
hợp chất, chẳng hạn như Gallates, có hoạt động chống oxy hóa mạnh, trong khi
các chất khác như mono-phenol là chất chống oxy hóa yếu. Có một số nghiên
cứu lâm sàng cho thấy rằng chất chống oxy hóa trong trái cây, trà, rau quả và
rượu vang đỏ chính là các yếu tố trong thực phẩm giúp làm giảm tỷ lệ mắc bệnh
mãn tính như bệnh tim và một số bệnh ung thư (Huỳnh Thị Thanh Tuyền và ctv,
2011).

Hình 1. Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá

Cơ chế hoạt động của chất chống oxy hoá: Chất chống oxy hóa là chất dinh
dưỡng, có thể làm sạch các gốc tự do bằng cách đưa lên một electron. Khi một
phân tử gốc tự do nhận thêm một electron từ một phân tử chống oxy hóa, các gốc
tự do trở nên ổn định và không còn khả năng gây hại.

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

4

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

II.1.3 Một số chất chống oxy hoá điển hình trong thực vật
Vitamin C (ascorbic acid): Vitamin C có nhiều trong các loại rau quả tươi
như nước cam, chanh, quít, và có hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là bông

cải xanh, tiêu, khoai tây, cải Brussel, rau cải, cà chua, cam, quýt, chanh,
bưởi…Theo Niki et al., (1995) vitamin C khi kết hợp với α-tocopherol có hiệu
quả rất cao trong việc làm sạch quá trình oxy hóa.
Acid gallic: Có trong cây sồi, hạt dẻ, lá trà, đinh hương, mâm xôi, quả óc
chó…Acid gallic thuộc nhóm acid trihydroxybenzoic, có tính kháng nấm và
kháng khuẩn. Acid gallic hoạt động như một chất chống oxy hóa và giúp bảo vệ
các tế bào khỏi nguy cơ bị oxy hóa. Acid gallic cũng có khả năng kháng các tế
bào ung thư mà không gây hại đến các tế bào khỏe mạnh.
Carotenoid: Là một dạng sắc tố hữu cơ tự nhiên có nhiều trong rau quả và
trái cây (nhất là những loại có màu đỏ, cam, vàng…). Carotenoid là những chất
chống oxy hóa tan trong lipid. Những tác dụng chống oxy hóa và giảm peroxyde
lipid của Carotenoid đã và đang được nghiên cứu (Upritchardetal, 2003).
Vitamin E: Vitamin E có nguồn gốc thiên nhiên được chiết xuất từ dầu
thực vật như đậu tương, ngô, mầm lúa mạch, các loại hạt có dầu như hạt hướng
dương... Nó bảo vệ tế bào chống lại quá trình oxy hóa bằng cách tác động trực
tiếp đến một loạt các gốc oxy tự do. Vitamin E có một vai trò quan trọng trong
việc phòng chống xơ vữa động mạch thông qua việc làm sạch quá trình oxy hóa
LDLs (Low density lipoprotein: có vai trò vận chuyển cholesterol) của các gốc tự
do (Steinberg, 1992; Witztum, 1994).
II.1.4 Một số nghiên cứu về các hợp chất chống oxy hóa từ thực vật
a) Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa và các hợp chất chống oxy hóa ở
một số thực vật ăn được của Thái Lan
Một số lượng lớn của thực vật được sử dụng làm thực phẩm và dược thảo
tại Thái Lan, đã được khảo sát về hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp tẩy
trắng β-Carotene. Hàm lượng các chất có trong thực vật, chẳng hạn như vitamin
C, vitamin E, Carotenoids, Tannin, và Phenolics đã được xác định. Kết quả cho
thấy rằng hoạt tính chống oxy hóa cao nhất được tìm thấy trong loài Gymnema
inodorum, tiếp theo là Piper sarmentosum và Mentha arvensis. Dựa vào mối
CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

5

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

tương quan giữa hàm lượng các chất hóa học của từng loài thực vật và chỉ số
chất chống oxy hóa đã được quan sát, kết quả cho thấy các hóa chất như vitamin
C, vitamin E, Carotenoids, và các hợp chất Phenolic là những chất đóng góp vào
các hoạt động chống oxy hóa ở thực vật (A. Chanwitheesuk et al., 2004).
b) Xác định hoạt tính chống oxy hóa của vitamin C và một số cao ethanol
thô chiết từ thực vật bằng phương pháp ferric thiocyanate (FTC).
Dịch chiết Ethanol thô từ vỏ rễ bần, vỏ thân sung, và hạt cau được dùng để
xác định khả năng chống oxy hóa bằng phương pháp Ferric Thiocyanate (FTC)
với acid ascorbic được dùng làm chất chuẩn. Kết quả cho thấy hoạt tính chống
oxy hóa của acid ascorbic là (88,09 ± 0,27) %, cao Ethanol vỏ rễ cây bần là
(41,99 ± 0,07) %, vỏ thân sung là (36,65 ± 0,07) %, và hạt cau là (79,16 ± 0,13)
%. So sánh kết quả đạt được với kết quả chống oxy hóa của vitamin C với acid
ascorbic chuẩn cho thấy độ lệch là 8,37 %. Kết quả xác định hoạt tính chống oxy
hóa theo phương pháp DPPH (α,α-diphenyl-β-picrylhydrazyl) cho thấy phần
trăm hoạt tính chống oxy hóa của acid ascorbic, cao ethanol thô vỏ rễ bần, vỏ
thân sung, hạt cau trên hệ DPPH ở các giá trị SC50 (μg/mL) khác nhau lần lượt
là (91,0 ± 0,3) % ở 937 (μg/mL), (77,9 ± 0,3) % ở 32/28 (μg/mL), (82,9 ± 0,3) %
ở 27,3 (μg/mL), và (89,9 ± 0,2) % ở 25,83 (μg/mL). Đối chiếu kết quả chống oxy
hóa của phương pháp FTC với phương pháp DPPH cho thấy độ sai lệch của acid
ascorbic là 2,06 %, vỏ rễ cây bần là 25,09 %, vỏ thân cây sung là 32,7 %, và hạt
quả cau là 7,59 % (Trần Thị Bé Lan và ctv, 2011).

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

6

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

II.2 Tổng quan về chất chống oxy hóa Anthocyanin
II.2.1 Anthocyanin
Các Anthocyanin hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nước lớn
nhất trong thế giới thực vật …(Giuseppe, 2007). Theo các nghiên cứu khác nhau
của các nhà khoa học khảo sát về sự phân bố màu sắc của dịch tế bào ở thực vật,
năm 1835 Marquart đặt ra thuật ngữ “Anthocyanin”, là sự kết hợp giữa Anthos –
nghĩa là hoa và Kysanesos – nghĩa là màu xanh (theo tiếng Hy Lạp). Tuy nhiên,
không chỉ có màu xanh, Anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc
rực rỡ khác như hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian.

Hình 2. Một số thực vật chứa Anthocyanin

Các Anthocyanin khi mất hết nhóm đường được gọi là anthocyanidin hay
aglycon. Mỗi anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đường và
các acid khác tại các vị trí khác nhau. Vì thế lượng Anthocyanin lớn hơn
anthocyanidin từ 15-20 lần.
Anthocyanin là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá an toàn trong thực
phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm. Trong những năm gần

đây, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các Anthocyanin hiển thị một loạt các hoạt
tính sinh học bao gồm hoạt tính chống oxy hóa, hoạt tính chống viêm, kháng
khuẩn, chống gây ung thư và làm giảm nguy cơ các bệnh tim mạch
vành…(Giuseppe, 2007).

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

7

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

II.2.2 Cấu trúc hoá học của Anthocyanin
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất Flavonoid (Huỳnh Thị Thanh Tuyền
và ctv, 2011), có khả năng hòa tan trong nước và chứa trong các không bào. Về
bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất glycoside của các

dẫn xuất

polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium
(Huỳnh Thị Thanh Tuyền và ctv, 2011). Cho đến nay, người ta đã xác định được
18 loại aglycon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là Pelargonidin,
Cyanidin, Delphinidin, Peonidin, Petunidin và Maldivin. Trong khi có sáu
Anthocyanidin phổ biến, có tổng cộng 539 Anthocyanin báo cáo được phân lập
từ thực vật, 277 Anthocyanin trong số đó đã được xác định sau năm 1992 (Gould
et al., 2002).

Bảng 1. Cấu trúc hóa học của các Anthocyanin
Anthocyanidin

Cấu trúc cơ bản

R1

R2

R3

R4

R5

R6

R7

Aurantinidin

-H

-OH

-H

-OH

-OH

-OH

-OH

Cyanidin

-OH

-OH

-H

-OH

-OH

-H

-OH

Delphinidin

-OH

-OH

-OH

-OH

-OH

-H

-OH

Europinidin

-OCH3

-OH

-H

-OH

-H

-H

-OH

Luteolinidin

-OH

-OH

-H

-H

-OH

-H

-OH

Pelargonidin

-H

-OH

-H

-OH

-OH

-H

-OH

Malvidin

-OCH3

-OH

-OCH3

-OH

-OH

-H

-OH

Poonidin

-OCH3

-OH

-H

-OH

-OH

-H

-OH

Petunidin

-OH

-OH

-OCH3

-OH

-OH

-H

-OH

Rosinidin

-OCH3

-OH

-H

-OH

-OH

-H

-OCH3

Trong tự nhiên, Anthocyanin rất hiếm khi ở trạng thái tự do (không bị

glycosyl hóa). Nhóm hydroxy tự do ở vị trí C-3 làm cho phân tử Anthocyanidin
trở nên không ổn định và làm giảm khả năng hòa tan của nó so với Anthocyanin
tương ứng. Vì vậy, sự glycosyl hóa luôn diễn ra, đầu tiên ở vị trí nhóm
3-hydroxy. Nếu có thêm một phân tử đường sữa, vị trí tiếp theo bị glycosyl hóa
thường gặp nhất là ở C-5. Ngoài ra, sự glycosyl hóa còn có thể gặp ở các vị trí
C-7, C-3’, C-5’
CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

8

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

Loại đường phổ biến nhất là glucose, ngoài ra cũng có một vài loại
monosaccharide (như galactose, rammose, arabinose), các loại disaccharide (chủ
yếu là rutinose, sambubiose hay sophorose) hoặc trisaccharide tham gia vào quá
trình glycosyl hóa.
Sự methoxyl hóa các Anthocyanin và các glucoside tương ứng diễn ra thông
thường nhất là ở vị trí C-3’ và C-5’, cũng có thể gặp ở vị trí C-7 và C-5. Tuy
nhiên cho đến nay, người ta vẫn chưa tìm thấy một hợp chất nào bị glycosyl hóa
hay bị methoxyl hóa trên tất cả các vị trí C-3, -5, -7 và -4’ do cần thiết phải còn ít
nhất một nhóm hydroxyl tự do ở C-5, -7 hay -4’ để hình thành dạng cấu trúc
quinonoidal base (dạng cấu trúc của Anthocyanin thường tồn tại trong không bào
thực vật có pH từ 2,5 – 7,5).

Hình 3. Cấu trúc của anthocyanidin tự nhiên

Sự acyl hóa cũng có thể xảy ra ở vị trí C-3 của phân tử đường hay ester hóa
ở nhóm hydroxy C-6. Các nhóm acyl hóa chính là các phenolic acid như
ρ-coumeric, caffeic, ferulic hay sinapic acid và một loạt các acid như acetic,
malic, malonic, axalic và succinic.
II.2.3 Tính chất của Anthocyanin
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất
khá phân cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Anthocyanin hòa tan tốt
trong nước và trong dịch bão hòa. Khi kết hợp với đường là cho phân tử
Anthocyanin hòa tan hơn.

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

9

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

Mức độ methyl hóa các nhóm OH ở vòng benzene càng cao thì màu
càng đỏ. Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đường thì màu sắc
cũng sẽ thay đổi theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít.
Các Anthocyanin dễ bị phân hủy. Độ ổn định của Anthocyanin phụ thuộc
pH, nhiệt độ lưu trữ, cấu trúc hóa học, nồng độ, ánh sáng, oxygen, dung môi, sự
hiện diện các enzyme, flavonoid, protein và các ion kim loại.
Cấu trúc của các Anthocyanin thay đổi tùy thuộc vào pH. Hầu như 100% ở
dạng cation flavylium khi pH = 1,5, còn khi pH = 2,5 chỉ có khoảng 67% dạng

cation. pH tăng làm tăng việc mất proton, chuyển về dạng quinol màu đỏ hoặc
xanh. Vòng B cũng ảnh hưởng tới độ ổn định của Anthocyanin, các nhóm thế OH hoặc - OMe làm giảm độ ổn định các aglycon (anthocyanidin) ở môi trường
trung tính, vì vậy Pelargonidin có duy nhất một nhóm OH nên ổn định nhất. Trái
với aglycon, monoglycoside và hầu hết diglycoside ổn định hơn ở điều kiện pH
trung tính. Điều này được giải thích do phân tử đường tránh được sự thoái hóa
của các dạng trung gian kém bền thành acid phenolic và aldehyde (Huỳnh Thị
Thanh Tuyền và ctv, 2011).
Tùy vào pH mà Anthocyanin có thể tồn tại ở 4 dạng cấu trúc: dạng cation
flavylium, baz quinodial, baz carbinol và chalcone. Khi dung dịch ở pH < 3,2,
Anthocyanin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng: cation flavylium và baz quinodial màu
đỏ/vàng.
Anthocyanin thường xuất hiện màu đỏ trong các tế bào lá, nhưng tùy thuộc
vào tính chất hoá học, nồng độ của chúng và tương tác với các sắc tố khác, chúng
có thể cho màu hồng, tím, xanh, cam, nâu, và thậm chí cả màu sắc lá màu đen
(Gould et al., 2002). Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene thì màu
càng xanh đậm.
So với đa số các chất màu thiên nhiên, Anthocyanin là chất màu có độ bền
kém hơn, nó chỉ thể hiện tính bền trong môi trường acid. Ngoài ra, nó có thể
phân hủy tạo thành dạng không màu và sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy có
dạng màu nâu cộng với những sản phẩm không tan (Huỳnh Thị Thanh Tuyền và
ctv, 2011).

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

10

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

Màu sắc của các Anthocyanin thay đổi theo pH môi trường, cụ thể như sau:
 pH = 1: Màu đỏ của cation flavynium .
 pH = 24: Màu xanh của quinoidal.
 pH = 56: Hai dạng không màu carbinol pseudo baz và chalcone.
 pH > 7: Anthocyanin bị thoái hóa tùy vào các nhóm thế .
 pH = 46: Có 4 dạng cấu trúc Anthocyanin cùng tồn tại: Ion dương
flavylium, quinoidal khan (cấu trúc không có nước), carbinol baz không màu và
chalcone màu vàng nhạt. Cân bằng giữa các dạng quinoidal baz và carbinol thông
qua cation flavylium (cấu trúc D, A và E). Khi pH tăng, dạng bazơ khan tăng,
trong điều kiện acid, dạng ion flavynium màu đỏ là chủ yếu.
II.2.4 Sự phân bố của Anthocyanin
Anthocyanin tập trung ở những cây hạt kín và những loài ra hoa, phần lớn
nằm ở hoa và quả, ngoài ra cũng có ở lá và rễ. Trong những loại thực vật này,
Anthocyanin được tìm thấy chủ yếu ở các lớp tế bào nằm bên ngoài như biểu bì
(Gould & Lee, 2002).
Các hợp chất Anthocyanin xuất hiện rộng rãi trong khoảng ít nhất 27 họ, 73
loài và trong nhiều giống thực vật (Gould et al.,2002). Các họ thực vật như
vitaceae (nho) và rosaceae (cherry, dâu tây, mâm xôi, táo,…) là các nguồn
Anthocyanin chủ yếu. Bên cạnh đó còn có các họ thực vật khác như Solanceae
(cà tím), Saxifragaceae (quả lý đỏ và đen), Ericaceae (quả việt quốc) và
Brassicaceae (bắp cải tím). Các loại Anthocyanin phổ biến nhất là các glucoside
của Cyanidin, kế đến là Pelargonidin, Peonidin và Delphinidin, sau đó Petuidin
và Maldivin. Số lượng các 3–glucoside nhiều gấp 2,5 lần các 3,5–glucoside. Loại
Anthocyanin hay gặp nhất chính là Cyaidin-3-glucoside.

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

11

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ


Luận văn tốt nghiệp đại học Khóa 35

Khoa Khoa học Tự Nhiên

Bảng 2. Các Anthocyanin trong môt số nguồn thực vật

Tên thực vật

Tên thông

Loại Anthocyanin

thường
Allium cepa

Củ hành đỏ

Cy-3-glucoside, 3-galactoside, 3diglucoside và 3-laminarriobioside,
Pn-3-glucoside

Brassica oleraea

Bắp cải tím

Cy-3-sophoroside-5-glucoside cacyl

(red cabbage)

hóa với malonoyl, ρ-coumaroyl, di-ρcoumarol,feruloyl, diferuloyl, sinapoyl
và disinapoyl

Fragaria spp.

Dâu tây

Pg và Cy-3-glucoside

(strawberry)
Glycine maxima

Đậu nành (vỏ)

Cy và Dp-3-glucoside

Hibicus sabdariffa L.

Hoa dâm bụt

Cy, Pn, mono- và biosides

Raphanus sativus

Củ cải đỏ (rễ)

Pg và Cy-3-sophoroside-5-glucoside

acyl hóa với ρ-coumaroyl, feruloyl,
caffeoyl.

Vitis spp.

Nho

Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và
diglucoside; dạng tự do và dạng acyl
hóa

CBHD: ThS. Đỗ Tấn Khang

12

SVTH: Huỳnh Xuân Mỹ