Nghiên cứu thu nhận chất chống oxy hoá catechol lignans từ vừng lên men bởi aspergillus oryzae

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
“Nghiên cứu thu nhận chất chống oxy hóa Catechol lignans từ vừng
lên men bởi Aspergillus oryzae”

Người hướng dẫn

: TS. Nguyễn Đức Tiến

Sinh viên thực hiện

: Phạm Thị Thúy Nga

Lớp

: CNSH - 12.03

Hà Nội - 2016


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

LỜI CẢM ƠN
Có được kết quả nghiên cứu này tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu
sắc đến:
TS. Nguyễn Đức Tiến – Trưởng bộ môn Nghiên cứu Phụ phẩm và môi

trường nông nghiệp thuộc Viên Cơ Điện Nông Nghiệp và Công Nghệ Sau
Thu Hoạch, người đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ, động viên,
khuyến khích tôi rất tận tình và chu đáo trong những lúc khó khăn, truyền cho
tôi có thể hoàn thành đề tài tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo Khoa Công Nghệ Sinh
Học, Viện Đại Học Mở Hà Nội đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu
cũng như tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình và tất cả bạn bè đã luôn động
viên, hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian học tập
và thực hiện luận văn.
Hà Nội, ngày 23 tháng 05 năm2016
Sinh viên
Phạm Thị Thúy Nga

Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề .................................................................................................. 1
2. Mục đích .................................................................................................... 2
3. Yêu cầu ...................................................................................................... 2
PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ................................................................ 3
1.1. Giới thiệu về vừng .................................................................................. 3

1.1.1. Nguồn gốc phân bố, phân loại và đặc điểm thực vật ............................ 3
1.1.1.1. Nguồn gốc phân bố ............................................................................ 3
1.1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây vừng ........................................................ 3
1.2. Thành phần hóa học và giá trị của vừng.................................................. 5
1.2.1. Thành phần hóa học............................................................................. 5
1.2.2. Giá trị của vừng ................................................................................... 6
1.3. Chất chống oxy hóa có trong vừng và tác dụng của chúng...................... 6
1.3.1. Sesamolin hạn chế sự peroxid hóa lipid trong gan, thận chuột ............. 7
1.3.2. Sesamin một lignans của vừng làm giảm lipid trong máu .................... 8
1.3.3. Sesamin một lignans của vừng ngăn chặn bệnh ung thư vú ở chuột bởi
7,12-Dimethylbenz [a] –anthracene ................................................................ 8
1.3.4. Lignans của vừng có tác dụng làm giảm cholestrol ở người................. 9
1.3.5. Chất chống oxy hóa Anthocyanin ...................................................... 10
1.4. Giới thiệu chủng Aspergillus oryzae ..................................................... 11
1.4.1. Đặc điểm hình thái Aspergillus oryzae............................................... 11
1.4.2. Dinh dưỡng Aspergillus oryzae .......................................................... 13
Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

1.4.3. Phân bố Aspergillus oryzae................................................................ 14
1.5. Tình hình nghiên cứu vừng lên men ..................................................... 14
1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ...................................................... 14
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ....................................................... 15
PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................... 17

2.1. Vật liệu ................................................................................................. 17
2.1.1. Đối tượng .......................................................................................... 17
2.1.2. Hóa chất ............................................................................................ 17
2.1.3. Môi trường ........................................................................................ 17
2.1.4. Dụng cụ thí nghiệm ........................................................................... 17
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ......................................................... 17
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 18
2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 18
2.4.1. Phương pháp phân tích ...................................................................... 18
2.4.1.1. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa DPPH .................... 18
2.4.1.2. Phương pháp xác định giá trị IC50 .................................................... 20
2.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm........................................................... 20
2.4.2.1. Phương pháp nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hình
thành Catechol lignans của A.oryzae ............................................................ 20
a. Ảnh hưởng của độ ẩm cơ chất môi trường lên men .................................. 20
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men ............................................................. 21
c. Ảnh hưởng của thời gian lên men ............................................................ 21
2.4.2.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất
Catechol lignans từ vừng lên men bởi A.oryzae ............................................ 22
Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

a. Xác định dung môi chiết xuất Catechol lignans từ vừng lên men bởi
A.oryzae ....................................................................................................... 22

b. Ảnh hưởng của nồng độ Ethanol đến khả năng chiết xuất Catechol lignans
từ vừng lên men bởi A.oryzae ....................................................................... 22
c. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng chiết xuất Catechol lignans
từ vừng lên men bởi A.oryzae ....................................................................... 23
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................. 23
PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 24
3.1. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hình thành Catechol
lignans của Aspergillus oryzae ..................................................................... 24
3.1.1. Ảnh hưởng của độ ẩm môi trường lên men ......................................... 24
3.1.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men ........................................................ 25
3.1.3. Ảnh hưởng của thời gian lên men . .................................................... 26
3.2. Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất Catechol
lignans từ vừng lên men bởi Aspergillus oryzae ........................................... 27
3.2.1. Xác định dung môi chiết xuất Catechol lignans từ vừng lên men bởi
Aspergillus oryzae ........................................................................................ 27
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ Ethanol đến quá trình chiết xuất Catechol
lignans từ vừng lên men bởi Aspergillus oryzae ........................................... 28
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến quá trình chiết xuất Catechol
lignans từ vừng lên men bởi Aspergillus oryzae ........................................... 29
3.3. Chỉ tiêu chất lượng dịch chiết Catechol lignans từ vừng lên men bởi
A.oryzae ....................................................................................................... 31
3.4. Đề xuất quy trình thu nhận hoạt chất sinh học Catechol lignans từ vừng
lên men bởi Aspergillus oryzae .................................................................... 32
KẾT LUẬN.................................................................................................. 34
Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .............................. 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 35

Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tên đầy đủ

CFU

Colony forming unit (số đơn vị khuẩn lạc/g)

Da

Dalton

HDL

High Density Lipoprotein – Lipoprotein tỷ trọng cao

HPLC

Sắc kí lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid
chromatography)

IC50

Nồng độ kìm hãm 50% (Haft maximal inhibitory
concentration)

KDa

Kilodalton

Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Thành phần axit béo trong vừng
Bảng 3.1. Chỉ tiêu chất lượng dịch chiết Catechol lignans từ vừng lên men bởi
A.oryzae

Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 1.1. Hạt vừng trắng và đen ..................................................................... 3
Hình 1.2. Cấu trúc của anthocyanin .............................................................. 11
Hình 1.3. Hình thái của Aspergillus oryzae .................................................. 13
Hình 3.1. Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu môi trường lên men đến hoạt
tính DPPH Catechol lignans của A.oryzae .................................................... 24
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên men đến hoạt tính DPPH Catechol
lignans từ vừng lên men bởi A.oryzae........................................................... 25
Hình 3.3. Ảnh hưởng của thời gian lên men đến hoạt tính DPPH của
Catechol lignans từ vừng lên men bởi A.oryzae ............................................ 26
Hình 3.4. Ảnh hưởng của dung môi đến hoạt tính DPPH và IC50 của dịch
chiết từ vừng lên men ................................................................................... 27
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ Ethanol đến hoạt tính DPPH và IC50
của dịch chiết từ vừng lên men ..................................................................... 28
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hoạt tính DPPH và IC50
của dịch chiết từ vừng lên men ..................................................................... 30
Hình 3.7. Hoạt tính chống oxy hóa của vitamin C..........................................31

Phạm Thị Thúy Nga

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Từ xa xưa, hạt vừng được biết đến là một loại thực phẩm có đầy đủ
thành phần hóa học. Vừng có chứa nhiều dầu thực vật có giá trị cao, dồi dào
protein và axit amin là nhưng chất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển
cơ thể sống. Hạt và dầu vừng từ lâu đã được sử dụng rộng rãi như một thành
phần thực phẩm có lợi cho sức khỏe để làm tăng sinh lực và ngăn ngừa sự lão
hóa (Budowski and Markly 1951, Namiki and Kobayashi 1989). Sesamin và
sesaminol triglucoside trong vừng là các lignans có hoạt tính sinh học chính
của vừng, hoạt tính sinh học này được mạnh lên khi lên men vừng bởi
Aspergillus là do các lignans chống oxy hóa sesamin và sesaminol
triglucoside chuyển thành Catechol lignans.[17]
Hiện nay, các sản phẩm với chức năng chống oxy hóa, hỗ trợ điều trị
bệnh tiêu hóa, đường ruột và mãn tính không lây trên thế giới đang có nhu
cầu rất lớn, trong nước nó được nhập khẩu ở dạng sản phẩm. Ngoài ra, chế
phẩm sesame lignans và anthocyanin vừng lên men dùng cho chế biến thực
phẩm dược phẩm trong nước chủ yếu nhập khẩu. Trong nước chưa có cơ sở
sản xuất và công trình nghiên cứu về chế phẩm sesame lignans và
anthocyanin vừng lên men. Trong khi đó một số nước phát triển như Trung
Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ,.... người ta đã nhập khẩu vừng đen nguyên
liệu thô để chế biến thành các chế phẩm sesame lignans và anthocyanin vừng
lên men và làm nguyên liệu cho các cơ sở chế biến trong nước và xuất khẩu

có giá trị cao. Mặt khác, Việt Nam có nguồn nguyên liệu dồi dào, phong phú
nhưng chủ yếu chỉ bán ở dưới dạng thô, giá trị kinh tế còn thấp, các cơ sở chế
biến vừng còn hạn chế. Vì vậy việc nghiên cứu chế biến vừng đen cho sản
xuất chế phẩm sesame lignans và anthocyanin vừng lên men là cần thiết. Tạo
tiền đề cho phát triển ngành công nghiệp sản xuất hợp chất tự nhiên và khai
thác hiệu quả hoạt chất sinh học từ nông sản, nâng cao giá trị của vừng đen,

Phạm Thị Thúy Nga

1

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

chủ động được nguyên liệu phục vụ cho sản xuất thực phẩm, dược phẩm
trong nước và thế giới. Góp phần phát triển kha thác nguồn tài nguyên từ
nông sản, góp phần xây dựng các mô hình Nông thôn mới và bảo vệ môi
trường.
Để đáp ứng được nhu cầu thực tiễn, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài
“Nghiên cứu thu nhận chất chống oxy hóa Catechol lignans từ vừng lên
men bởi Aspergillus oryzae”
2. Mục đích
Nghiên cứu thu nhận chất chống oxy hóa catechol lignans từ vừng lên
men bởi Asoergillus oryzae
3. Yêu cầu
-Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng hình thành Catechol

lignasn của Aspergillus oryzae
-Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất Catechol
lignans từ vừng lên men bởi Aspergillus oryzae
- Nghiên cứu thu nhận chất chống oxy hóa Catechol lignans

Phạm Thị Thúy Nga

2

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu về vừng
1.1.1. Nguồn gốc phân bố, phân loại và đặc điểm thực vật
1.1.1.1. Nguồn gốc phân bố
Vừng có tên khoa học là Sesamum indicum L. là một loại cây ra hoa
thuộc chi Vừng (Sesamum), họ Vừng (Pedaliaceae). Hiện nay có khoảng 30
loại vừng khác nhau, trong đó có 2 loại được trồng phổ biến nhất là: vừng
trắng (Sesamum indicum L.) và vừng đen (Sesamum orientale L.).

Hình 1.1 Hạt vừng trắng và đen
Vừng được biết đến như một loại cây hạt cho dầu lâu đời nhất được
con người sử dụng. Cây vừng có nguồn gốc từ Châu Phi, sau đó nó sớm được
phát triển ở vùng Tây Châu Á, đến Ấn Độ, Trung Quốc và Nhật Bản. Hiện
nay, vừng được gieo trồng rất phổ biến ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và

thông qua việc chọn tạo giống thì một số có thể trồng thích hợp ở một số nước
thuộc vùng ôn đới.
Ở Việt Nam, vừng tập trung ở các tỉnh Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ,
Đông Nam Bộ và Tây Nguyên.
1.1.1.2. Đặc điểm thực vật của cây vừng [26]
Thân vừng thuộc thân thảo, hình dạng thân nhiều khi không rõ rệt.
Thân vừng cao khoảng 60-100 cm. Số lượng cành trên thân phụ thuộc chủ
Phạm Thị Thúy Nga

3

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

yếu vào giống, thường có khoảng 2-6 cành. Cành mọc từ các nách lá ở dưới,
gần gốc . Trên thân có thể có lông hoặc không có lông. Đây cũng là 1 đặc
điểm để phân biệt giống. Mầu sắc thân có thể thay đổi từ xanh nhạt đến tím
đỏ, phần lớn các giống có màu xanh tối. Chiều cao thân ảnh hưởng chủ yếu
bởi giống, yếu tố khí hậu quan trọng nhất ảnh hưởng tới chiều cao thân là
nhiệt độ, sau là ảnh hưởng của độ dài ngày.
Lá vừng là lá đơn, hình dạng lá thay đổi tùy giống và ở vị trí khác nhau
trên thân cũng có hình dạng khác nhau. Thông thường, lá ở vị trí thấp và gần
gốc cành thường rộng bản và chia thùy. Cuống lá dài 1- 5 cm, phiến lá thường
có lông và có chất nhầy.
Rễ vừng là rễ cọc, rễ chính ăn sâu. Đồng thời hệ rễ bên của vừng cũng rất
phát triển về bề ngang. Rễ vừng phân bố chủ yếu ở lớp đất 0-25 cm. Do có rễ cái

ăn sâu nên vừng có khả năng chịu hạn rất tốt. Chiều sâu của rễ cái phụ thuộc
nhiều vào độ ẩm đất. Ở đất khô, rễ có thể ăn sâu tới 1 m. Độ ẩm cao, rễ không ăn
sâu được và vừng có thể bị chết nếu úng một thời gian ngắn do rễ bị thối.
Hoa vừng thuộc hình chuông, cuống hoa ngắn, tràng hoa gồm 5 cánh
hợp thành hình chuông. Ống hoa dài 3-4 cm. Hoa mọc ở nách lá thành chum.
Mỗi chum có 4-8 hoa.
Quả vừng thuộc dạng quả nang, chứa nhiều hạt. Mỗi chùm hoa, có thể
mang được 4-5 quả. Số lượng noãn của một quả thay đổi tùy giống, thường 46-8 noãn. Một số ít giống có thể có tới 10-12 noãn/quả. Chất lượng quả cũng
khác nhau tùy thuộc vào vị trí đóng quả. Thường quả ở vị trí thấp có hạt lớn
hơn ở những vị trí cao. Vỏ quả thường có lông và đó cũng là đặc điểm phân
biệt giống.
Hạt vừng là hạt song tử diệp. Cấu tạo hạt có nội nhũ. Hạt vừng rất nhỏ,
trọng lượng 1000 hạt thường biến động khoảng 4-4,5 g. Hạt dính vách quả
thành 2 hàng 2 bên vách. Số hàng hạt là đặc điểm giống cho nên được coi là
một chỉ tiêu để phân biệt, đánh giá giống.

Phạm Thị Thúy Nga

4

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

Thời gian sinh trưởng của cây vừng từ 75-150 ngày tùy giống và tùy
vùng sinh thái. Những giống vừng được trồng phổ biến ở Việt Nam và vùng
Đông Nam Á có thời gian sinh trưởng từ 75-100 ngày với chiều cao cây từ

1,0- 1,5 m. Do là cây nhiệt đới nên vụ Hè và Hè Thu được coi là thời vụ chính
của nó.
1.2. Thành phần hóa học và giá trị của vừng
1.2.1. Thành phần hóa học
Hạt vừng từ xưa đến nay được biết đến là một loại thực phẩm có đầy đủ
thành phần hóa học. Vừng chứa nhiều dầu thực vật có giá trị, dồi dào protein
và axit amin là những chất cần thiết cho sự sinh trưởng và phát triển chủa cơ
thể sống. Vừng là loại cây lấy dầu được đánh giá cao bởi hàm lượng dầu và
protein của nó khá cao, tương ứng với 50% dầu và 25% protein. Trong vừng
có chứa khoảng 18% Lexiphin rất cần cho bộ não. Ngoài ra hạt vừng còn
chứa nhiều chất khoáng khác như Ca, K, P, Mg,... và rất nhiều các axit béo,
khoảng 39% oleic, 44% linoleic. Hạt vừng còn chứa một số vitamin cần thiết
cho cơ thể vitamin E, A, C, B6, B12,....
Trong hạt vừng còn chưa hai hoạt chất sinh học sesamol 0,1% và
sesamin 0,25-1%, có khả năng chống oxy hóa tự nhiên.
Hàm lượng dầu trung bình trong vừng ở Việt Nam và Campuchia là
51%. Thành phần axit béo trong hạt vừng này như sau:
Bảng 1.1 Thành phần axit béo trong hạt vừng
Axit béo

Tỷ lệ

Axit béo

Tỷ lệ

Palmitic

9,5%

Linolenic

0,3%

Palmitoleic

0,2%

Eicosanoic

0,6%

Stearic

5,7%

Eicosenoic

1,8%

Oleic

39,8%

Eicosedinoic

0,01%

Linoleic

43,8%

Các loại khác

0,8%

Phạm Thị Thúy Nga

5

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

1.2.2. Giá trị của vừng
Trong lĩnh vực thực phẩm, vừng là nguyên liệu của công nghiệp dầu
thực vật và công nghiệp bánh kẹo. Dầu vừng là một loại dầu có giá trị cao,
vừa có tính chất của loại dầu khô (như dầu hướng dương, dầu lanh), vừa có
tính chất của loại dầu lỏng (như dầu oliu) lâu đông đặc khi gặp nhiệt độ thấp,
nên ở nhiều nước dầu vừng được pha thêm vào các loại dầu ăn khác để tăng
thêm phẩm chất và giá trị dinh dưỡng. Ngoài ra, vừng còn được coi là thành
phần quan trọng của các loại thực phẩm truyền thiisng của nhiều nước.
Trong Tây y, dầu vừng đã tinh chế được dùng để chế thuốc tiêm, làm
thuốc cao dán nhọt. Trong Đông y, dầu vừng được coi là một vị thuốc bổ, làm
nhuận tràng và lợi sữa. Theo tài liệu Đông y, “Vừng có vị ngọt, tính bình,
không có độc vào 4 kinh: Phế, tỳ, can, thận, có tác dụng kích thích gan, bổ
thận, nuôi huyết nhuận táo, chủ trị thương phong, hư nhược bổ ngũ tạng, ích

khí lực, dậy tủy não, bên gân cỗi, sang tai mắt, quên đói, sống lâu”. Vì vậy,
vừng đã được sử dụng trong rất nhiều bài thuốc chữa bệnh. [1]
Ở những nước công nghiệp phát triển thì vừng còn được dùng trong
nhiều ngành công nghiệp khác như: chế phẩm hương liệu, làm dầu bôi máy,
xà phòng, thuốc nhuộm,..
1.3. Chất chống oxy hóa có trong vừng và tác dụng của chúng
Hạt và dầu vừng từ lâu chúng ta đã được sủa dụng rộng rãi như một
thành phần thực phẩm có lợi cho sức khỏe để làm tăng cường sinh lực và
ngăn ngừa sự lão hóa (Budowski and Markly, Namiki and Kobayashi 1989).
Hạt vừng có chứa một lượng lignans quan trọng như sesamin và sesamolin.
Nhiều nghiên cứu đã chứng minh được lignans của vừng có tác dụng
chống lão hóa, chống ung thư, làm giảm huyết áp và làm giảm mỡ trong máu,
tác dụng của chúng đã được chứng minh trên người và động

vật.

Ở Việt Nam trong đông y vừng được coi như một vị thuốc. Trong sách
của Hải Thượng Lãn Ông vừng được đáng giá là có tác dụng ích gan bổ thận
nuuôi huyết nghuận tràng, hòa năm tạng, là thuốc dự dưỡng cường tráng, chủ
Phạm Thị Thúy Nga

6

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

trị thương phong hư nhược, ích khí lực, đầy tủy não, bền gân cốt, sáng tai
mắt, thúc đẻ, sát trùng, quên đói, sống lâu.
Trong dân gian đã dùng vừng đen xay nhuyễn nấu thành cháo, ăn giúp
cho da trơn nhuận. Ngoài ra vừng có thể trị bệnh tóc trắng, vừng dưỡng nhan
sắc, trị lành bệnh mờ mắt,.... (Phạm Ngọc Trâm- 2003).
1.3.1. Sesamolin hạn chế sự peroxid hóa lipid trong gan, thận chuột
Mặc dù nhóm lignans của vừng như sesamino và sesamolinol đã được
chứng minh là có hoạt tính chống oxy hóa, một số ít đã trao đổi chất và
chuyển thành sesamolin cũng có đặc tính chống oxy hóa, đây cũng là một cấu
tử chính của vừng. Năm 1998, Myung- Hwa Kang, Michitaka và cộng sự đã
chứng minh sesamolin có hoạt tính chống oxy hóa. Họ đã cho chuột ăn thức
ăn có chứa 1% sesamolin trong 2 tuần và nghiên cứu sự trao đổi chất và tác
động của nó đến cường độ oxy hóa.
Kết quả thí nghiệm cho thấy khoảng 75% lượng sesamolin được tiêu
hóa bị thải ra phân mà không thải ra qua nước tiểu. Sesamolin và hai chất trao
đổi của nó là sesamol và sesamolinol bị thải ra dưới dạng sunfat và
glucuronides. Lượng sesamol và chất trao đổi của nó ở trong máu thấp hơn ở
gan và thận. Sau khi so sánh thì thấy trọng lượng gan ở chuột của nhóm thử
nghiệm lớn hơn đáng kể sao với trọng lượng gan ở chuột của nhóm đối
chứng. Hoạt tính peroxid hóa lipid được đánh giá bằng phản ứng với axid 2thiobarbituric cũng có kết quả là nhóm chuột dược ăn thức ăn có chứa 1%
sesamolin thì hoạt tính peroxid hóa lipid ở trong gan và thận chuột là thấp hơn
so với mẫu đối chứng, đồng thời số 8- hydroxy- 2’ –deoxyguanosine ở phân
và nước tiểu của chuột ở mẫu thử nghiệm cũng thấp hơn. Tất cả các kết quả
đó đã chứng minh rằng sesamolin và các chất trao đổi của nó góp phần tạo
nên khả năng oxy hóa của hạt vừng và dầu vừng, đồng thời chứng tỏ rằng
lignans của vừng có tác dụng làm giảm tính mẫn cảm với cường độ oxy hóa.

Phạm Thị Thúy Nga

7

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

1.3.2. Sesamin một lignans của vừng làm giảm lipid trong máu
Năm 2003, Takashi IDE, Masay KUSHIRO và cộng sự đã nghiên cứu
ảnh hưởng của sesamin đối với quá trình trao đổi chất béo ở gan chuột. Lượng
sesamin sử dụng tăng lên sẽ làm tăng tỷ lệ oxy hóa lipid. Hoạt động
Mitochondria ở chuột được ăn 0,5% sesamin tăng gấp đôi. Hoạt động peroxid
ở chuột được nuôi với chế độ ăn 0,5% sesamin cao gấp 10 lần so với chuột
không được ăn sesamin. Sesamin cũng làm tăng hoạt động của gan và mức độ
mARN ở những loại enzym có hoạt động oxy hóa axit béo. Ngược lại,
sesamin trong khẩu phần ăn có tác dụng làm giảm hoạt động của gan và sự đa
dạng của mARN của enzym phân giải lipid. Điều này được kết hợp với quy
tắc suy giảm protein liên kết với nhân tố chứa sterol là một nhân tố sao mã
quy định gen của enzym phân giải lipid. Sesamin làm giảm đáng kể sự tách
triacylglycerol kéo theo làm tăng quá trình sản xuất ketone cơ thể của gan
chuột. Sesamin có ảnh hưởng tới cơ thể trao đổi axit béo và sản xuất lipoprotein trong gan, do vậy làm thấp hàm lượng lipid trong máu.[13]
1.3.3. Sesamin một lignans của vừng ngăn chặn bệnh ung thư vú ở chuột
bởi 7,12-Dimethylbenz [a] –anthracene
Năm 1992, Nobuaki Hirose và cộng sự đã nghiên cứu thành công sự
ảnh hưởng của thức ăn có bổ sung sesamin lên bệnh ung thư vú ở chuột cái
bởi DNBA. Họ đã thử nghiệm cho chuột ăn thức ăn có chứa 0,2% sesamin
cho chuột ăn 1 tuần trước khi DMBA được đưa vào ruột (10mg/1 chuột).
Sesamin ở mức ý nghĩa (p< 0,05) đã làm giảm sự tích lỹ số ung thư vú 36% ở
12 tuần sau khi DMBA đã hoạt động so với chuột đã ăn thức ăn đối chứng. α

– tocopheryl acetat đã hạn chế tỷ lệ mắc bệnh và số lượng tích lũy của u vú
tương ứng là 20% và 45%. Nồng độ của peroxid lipid ở huyết tương, gan và
các loại u đã giảm ở thức ăn có chứa sesamin và α – tocopheryl acetat. Hoạt
động của các tế bào một pha máu ngoại biên (PBMC) đã tăng ở những con
chuột cho ăn thức ăn có chứa sesamin là (140 -150% so với đối chứng và
nhóm α – tocopheryl acetat. Thành phần cấu tạo axit béo của huyết tương, gan
Phạm Thị Thúy Nga

8

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

và u đã biến thành phosphat đã được chỉ ra là xu hướng giảm sự trao đổi chất
axit linoleic thành axit arachidonic và dẫn đến làm giảm nồng độ huyết tương
của tuyến tiền liệt E2 trong nhóm chuột cho ăn thức ăn có chứa sesamin. Ảnh
hưởng ngăn chặn của sesamin đến bệnh ung thư vú gây ra bởi DMBA có thể
được cho là ảnh hưởng đến khả năng miễn dịch và hoạt động kháng oxy hóa
tăng.
1.3.4. Lignans của vừng có tác dụng làm giảm cholestrol ở người [6]
Năm 1995, Fumihiko Hirata và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của
sesamin đến mỡ trong máu của người. Thí nghiệm trên 12 bệnh nhân nam có
hàm lượng cholestrol trong máu cáo được chi thành 2 nhóm:( nhóm IIa có 8
người và nhóm IIb có 4 người) một nhóm sử dụng sesamin và một nhóm
không sử dụng sesamin. Nhóm đối chứng uống thuốc chứa 180mg dầu phôi
lúa mì và 18mg vitamin E. Nhóm thí nghiệm được uống thuốc chứa 3,6mg

sesamin và 18mg vitamin E trong 180mg dầu phôi lúa mì. Thời kỳ đầu, mỗi
bệnh nhân được uống 9 viên mỗi ngày (3 viên x 3 lần/ ngày) liên tục trong 4
tuần. Sau đó tiếp tục sử dụng 18 viên mỗi ngày ( 6 viên x 3 lần/ ngày) trong 4
tuần tiếp theo. Các bệnh nhân được chỉ dẫn không thay đổi chế độ ăn, k sử
dụng đồ uống có cồn trong suốt quá trình thử nghiệm.
Những mẫu máu được lấy ra trước, sau 4 tuần và sau 8 tuần sau khi sử
dụng viên chứa sesamin và không chứa seesamin . Lượng cholesterol tổng số
trong máu (TC), triglyceride (TG), HLD- cholesterol (HDL- C), approtein và
lipo- protein được xác định bằng phương pháp enzym, kết tủa polyanin,
phương pháo truyền điện và miễn dịch tương ứhoongLDL- cholesterol (LDLC) được tính theo công thức Friedewald. Phương pháp xử lý thống kê được
dựa trên kiểm tra Wilcoxon và Mann- Whitneyll. Sesamin không gây ra
những tác động phụ nào trong suốt quá trình thử nghiệm.
Những mẫu máu được lấy ra trước (0 tuần), sau 4 tuần và sau 8 tuần
sau khi sử dụng viên chứa sesamin và không chứa sesamin. Lượng cholesterol
tổng số tong máu (TC), Triglyceride (TG), HDL – cholesterol (HDL - C),
Phạm Thị Thúy Nga

9

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

approtein và lipo – protein được xác định bằng phương pháp enzym, kết tủa
polyanion, phương pháp truyền điện và miễn dịch tương ứng. LDL –
cholesterol (LDL – C) được tính theo công thức Friedwald. Phương pháp xử
lý thống kê được dựa trên kiểm tra Wilcoxon và Mann – Whitneyll. Sesamin

không gây ra những tác động phụ nào trong suốt thời gian thử nghiệm, ngoại
trừ trường hợp một bệnh nhân bị đi ngoài có thể do nguyên nhân từ việc sử
dụng dầu phôi lúa mì quá nhiều (3,2 g mỗi ngày).
Kết quả là việc sử dụng sesamin đã làm giảm TC đáng kể từ 272 ±
20,5 mg/ dl (mức ý nghĩa ± SD) xuống còn 248,3 ± 24,8 mg/ dl (p< 0,05),
LDL – C từ 187,1 ± 25,6 mg/ dl xuống 156,4 ± 27,3 mg/ dl (p <0,05) và
apoprotein (apo) B từ 188,8 ± 20,5 mg/ dl xuống 168,5 ± 27,0 mg/ dl (p<0,05)
trong vòng 8 tuần. Mặt khác, ở nhóm không sử dụng sesamin, TC, LDL – C,
HDL – C, TG và apoprotein không bị thay đổi trong suốt thời gian nghiên
cứu. TC, LDL – C và apo B ở nhóm sử dụng sesamin thấp đáng kể so với
nhóm không sử dụng sesamin trong khoảng thời gian thử nghiệm 8 tuần.
Trong khi đó, không có sự khác biệt nào về TG và HDL – C của 2 nhóm.
Nghiên cứu này chỉ ra rằng sesamin là một thành phần chính của vừng
có thể làm giảm lượng cholesterol trong máu, đặc biệt là LDL- C, đây là một
nhân tố nguy hiểm gây sơ vữa động mạch ở người.
1.3.5. Chất chống oxy hóa Anthocyanin
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan
trong nước và chứa trong các không bào. Về bản chất, anthocyanin là những
hợp chất glycoside của các dẫn xuất polyphydroxy và polymethoxy của 2phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium.

Phạm Thị Thúy Nga

10

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

Hình 1.2 Cấu trúc của anthocyanin
Anthocyanin là chất màu thiên nhiên được sử dụng khá phổ biến và an
toàn trong thực phẩm, tạo ra nhiều màu sắc hấp dẫn cho mỗi sản phẩm. Ngoài
có tác dụng tốt cho thị lực thì Anthocyanin có hoạt động chống oxy hóa
mạnh, giúp làm giảm nguy cơ các bệnh khác nhau và làm chậm quá trình lão
hóa bằng cách chống lại các gốc tự do trong cơ thể con người.
1.4. Giới thiệu chủng Aspergillus oryzae
1.4.1. Đặc điểm hình thái Aspergillus oryzae
Theo từ điểm nấm học, Aspergillus oryzae (A.oryzae) được phân loại:
Giới Fungi; ngành Ascomycota; lớp Eurotiomycetes; bộ Eurotiales; họ
Trichomomacecae; giống Aspergillus; loài Aspergillus oryzae và thuộc giới
nấm (Kitaoco, 2002).
Theo khóa phân loại của Klich: A.oryzae có đặc điểm phát triển khác
nhau khi nuôi cấy trên các môi trường czapek, czapek yeast agar (CYA25),
czapek yeast agar 20% surose (CY20S), malt extract agar (MEA). Quan sát
trên kính hiển vi ở vật kính 10 và 40 cho thấy đặc điểm hình thái của
A.oryzae như cơ thể sinh trưởng của nó là một hệ sợi bao gồm những sợi rất
mảnh, chiều ngang 5-7 µm, phân nhánh nhiều và có vách ngang chia sợi có
cuống đính bào tử (dài 1- 2 mm), ở đó cơ quan sinh sản vô tính; phía đầu
cuống đính bào tử phồng lên gọi là bọng, bọng đỉnh giá có hình quả lê, hình
Phạm Thị Thúy Nga

11

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

chùy hoặc hình cầu,... đường kính từ (8) 22- 50 (90) µm; cuống sinh bào tử
nhẵn hoặc sần sùi, kích thước từ 500- 2500 (5000) µm. Bào tử trần hình cầu
đến hình trứng, nhẵn đến có gai nhẹ, đường kính (3,5) 4- 8,5 (10) µm, có màu
vàng lục hay màu vàng hoa cau. A.oryzae tiết ra môi trường cái enzym thủy
phân như cellulose, pectinase, hemicellulase, xylan khi sinh sống trên môi
trường cơ chất tương tự như cellulose, pectin, hemicellulose, xylan nên
A.oryzae được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất, chế biến đồ ăn và trong công
nghiệp sản xuất enzym. [19]
Năm 2000, bộ gen di truyền của A.oryzae đã được phân tích và giải mã.
Hệ gen gồm 8 nhiễm sắc thể và 12 ngàn gen và 37 triệu cặp base. Trình tự bộ
gen của A.oryzae RIB40 (ATCC – 42149) được hoàn thành vào năm 2005.
Các trình tự nay được công bố từ nhóm các nhà khoa học bao gồm Nhật, Mỹ
và Châu Âu, tỷ lệ trình tự mỗi genome mà họ đọc được đạt khoảng 95%.
Tổng dung lượng genome từ 3 loài đã đọc là 95 Megabase, bao gồm 33500
gene mã hóa protein chứa trong 24 nhiễm sắc thể (8 nhiễm sắc thể mỗi loài).
So sánh ba bộ gen của A.oryzae, A nidulans và A Fumigates. Người ta thấy
rằng bộ gen của A.oryzae tăng lên về kích thước đến 20% so với 2 loài còn
lại. [20; 21]

Phạm Thị Thúy Nga

12

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

Hình 1.3 Hình thái của Aspergillus oryzae[27]
1.4.2. Dinh dưỡng Aspergillus oryzae
A.oryzae là sinh vật dinh dưỡng hóa năng hữu cơ, chúng chỉ có khả
năng thu nhận năng lượng từ môi trường bên ngoài nhờ quá trình oxy hóa
hiếu khí hoặc quá trình lên men kỵ khí các chất hữu cơ ngoại bào. A.oryzae là
loại hiếu khí hoàn toàn và có kiểu cacbon dị dưỡng thuộc loại hoại sinh, có ý
nghĩa là khả năng phân giải xác sinh vật, sử dụng các chất hữu cơ để làm chất
dinh dưỡng.
• Nguồn Cacbon
A.oryzae có thể sử dụng nguồn thức ăn cacbon khác nhau và không đòi
hỏi nghiêm ngặt đối với các loại thức ăn cacbon. Nhiều loại nấm mốc còn có
khả năng đồng hóa các hợp chất hữu cơ rất bền vững hoặc rất độc đối với
nhiều sinh vật khác (hợp chất n- ankal, ankaloid, phenol, nhiều chất kháng
Phạm Thị Thúy Nga

13

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

sinh,...). Đối với nguồn thức ăn phức tạp như: xylan, tinh bột, cellulo, kitin,..
trước hết A.oryzae phải sinh ra các enzym để phân hủy các hợp chất này thành
các hợp chất đơn phân tử sau đó mới đồng hóa được chúng.
• Nguồn Nitơ

Các loại A.oryzae khác nhau có nhu cầu khác nhau đối với nguồn thức
ăn nitơ. A.oryzae thường có khả năng sử dụng cả nguồn nitơ vô cơ và hữu cơ.
• Các nguyên tố khoáng
Bằng các phương pháp phân tích quang phổ, người ta đã xác định được
tất cả các chất khoáng có trong tế bào nấm mốc. Về các nguyên tố đại lượng,
có thể kể đến: S, P, K, Ca, Mg, Fe, chúng thường chiếm từ vài phần nghìn đến
vài phần trăm trọng lượng khô. Các nguyên tố vi lượng có: Mn, Mo, Zn, Cu,
Co, Ni, B. Hàm lượng các nguyên tố khoáng trong tế bào nấm mốc thay đổi
tùy thuộc vào điều kiện nuôi cấy, thành phần môi trường, thời gian nuôi cấy.
1.4.3. Phân bố Aspergillus oryzae
Đặc điểm của giống A.oryzae là giàu các enzym thủy phân nội bào và
ngoại bào (amylase, protease, pectinase,...), ta rất hay gặp chúng ở các kho
nguyên liệu, trong các thùng chứa bột, gạo,... đã hết nhưng không được
rửa sạch, ở cặn bã bia, bã rượu, ở lõi ngô, ở bã sẵn,... Chúng mọc và phát triển
có khi thành lớp mốc, có màu sắc vàng, đen... Màu do bào tử già có màu sắc.
Các bào tử này dễ bị gió cuốn bay xa và rơi vào đâu khi gặp điều kiện thuận
lợi sẽ mọc thành mốc.
1.5. Tình hình nghiên cứu vừng lên men
1.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
HaoYuanLong và cộng sự (2009) đã lên men hạt vừng bởi Aspergillus
sojae bằng lên men rắn sau 120 giờ ở 28oC cho thấy hoạt động chống oxy hóa
của nó mạnh hơn so với hạt vừng không lên men, và đã đưa ra quy trình ứng
dụng hạt vừng lên men cho chế biến thực phẩm.
Sanya Thongamgaew và cộng sự (2011) đã lên men vừng đen bởi
Aspergillus oryzae KU 2011cho thấy hoạt tính enzym protease, amylase,
Phạm Thị Thúy Nga

14

Lớp: CNTP-1203

Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

lipase và cellilose được tạo ra trong quá trình lên men và khi ủ thủy phân cho
dịch chiết lên men có hoạt tính chống oxy hóa tăng mạnh hơn so với vừng
nguyên liệu và đã đưa ra được quy trình sản xuất bánh vừng lên men.
Jia Le Song và cộng sự (2013) cho thấy dịch chiết hạt vừng và đỗ
tương đã lên men bởi Aspergillus oryzae cho thấy hoạt động chống oxy hóa
của dịch chiết hạt vừng mạnh hơn so với đỗ tương và hoạt tính chống oxy hóa
của vừng lên men tăng từ 56,7% lên đến 83,7% và cũng đã cho thấy vừng lên
men ch hiệu quả chống oxy hóa và khích thích hoạt động của các enzym
chống oxy hóa và được sử dụng như một thực phẩm giúp hỗ trợ chống oxy
hóa.
Reisaburo Íhigaki và cộng sự (1999) đã đưa ra bằng sáng chế sử dụng
hạt vừng nghiền nát được thủy phân bằng enzym thô từ Rhizopos oliyosporus
hoặc Aspergillus oryzae ở 37oC, sau đó lên men vi khuẩn lactic, cụ thể là
Lactobacillus bulgaricus và Streptococcus thermophillus, hỗn hợp được ủ
trong 5 giờ, sau đó hạ xuống 5oC tiếp tục ủ ở nhiệt độ này cho pH đạt 5,55 sau
24 giờ và 4,2 sau 48 giờ. Sau khi hoàn thành quá trình lên men, hỗn hợp được
sấy khô tạo chế phẩm ứng dụng cho chế biến thực phẩm chức năng dạng súp,
trà,... với tác dụng chống oxy hóa, hỗ trợ điều trị bệnh tiêu hóa, đường ruột.
Sesamin và sesaminol triglucoside trong vừng là các lignans có hoạt
tính sinh học chính của vừng, hoạt tính sinh học chống oxy hóa nay được
mạnh lên khi lên men bởi Aspergillus là do các lignans chống oxy hóa
sesamin và sesaminol triglucoside chuyển thành catechol lignans.[17]
1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam chưa có cơ sở sản xuất và công trình nghiên cứu về sản

xuất chế phẩm vừng lên men. Các nghiên cứu mới chỉ tập trung khai thác dầu
ăn, chế biến bánh kẹo từ vừng. Gần đây trong nước cũng rất quan tâm và có
khá nhiều nghiên cứu về hoạt chất sinh học của vừng đen và ứng dụng của nó.
Năm 2006, Ts. Nguyễn Đức Tiến và cộng sự tại Viện Cơ điện nông
nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã nghiên cứu công nghệ trích ly hoạt
Phạm Thị Thúy Nga

15

Lớp: CNTP-1203


Khóa Luận Tốt Nghiệp

Viện Đại Học Mở Hà Nội

chất sesamin từ vừng đen cho sản xuất viên thực phẩm chức năng chống lão
hóa, chê biến sữa vừng đen chống lão hóa và đã đánh giá hiệu quả chức năng
của sản phẩm trên động vật và thử nghiệm lâm sàn ở người.
Năm 2015, Nguyễn Đức Tiến và cộng sự nguyên cứu thu nhận chất ức
chế α-glucosidase từ Aspergillus oryzae.

Phạm Thị Thúy Nga

16

Lớp: CNTP-1203