Nghiên cứu đặc điểm của gen mã hóa chalcone isomerase phân lập từ cây đậu tương

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Đậu tương (Glycine max (L.) Merrill) thuộc cây họ đậu (Fabaceae), là cây trồng
quan trọng không chỉ ở Việt Nam và còn xuất hiện ở gần 200 quôc gia trên thế giới. Đậu
tương là cây trồng cạn ngắn ngày , có giá trị dinh dưỡng và giá trị kinh tế cao. Đối với
nông nghiệp, đậu tương là cây trồng thân thiện với môi trường và thúc đẩy phát triển kinh
tế nông nghiệp. Đậu tương được ví như nhà máy sản xuất đạm tự nhiên nhờ các nốt sần
trong rễ cây giúp cải thiện chất lượng đất thông qua khả năng hấp thụ nitơ tự nhiên.
Các sản phẩm từ đậu tương đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
Nhiều nghiên cứu cho thấy đậu tương tốt cho sức khỏe con người nhờ có chứa thành
phần isofavone . Isoflavone là dươc chất có nguồn gốc thảo mộc , có thể làm giảm sự
xuất hiện của một số loại ung thư, giảm các triệu chứng mãn kinh, ngăn ngừa các bệnh
về tm mạch, béo phì, loãng xương, ngăn chặn sự gia tăng cholesterol trong máu. Bên
cạnh đó isoflavone giúp phụ nữ tăng cường chất lượng của da, giảm được các nếp nhăn,
giảm độ sâu của nếp nhăn mắt, làm cho da săn chắc hơn nhờ tăng cường kết nối
collagen, đồng thời cải thiện màu sắc và giữ ẩm cho da.
Con đường sinh tổng hợp isoflavone ơ đâu tương được biết là một nhánh
của con đường phenylpropanoid với hai enzyme chìa khóa là chalcone synthase (CHI) và
isoflavone synthase (IFS) để tổng hợp isoflavone genistein và daidzein có khả năng chống
oxi hóa mạnh nhất. Chúng được tm thấy chủ yếu ở đậu tương và các loại cây họ đậu
khác. Tuy nhiên, hàm lượng isoflavone trong đậu tương rât thâp, khoảng từ 50 – 3000
µg/g và tồn tại ở hai dạng chính là glycoside và aglucone. Dạng glycoside có trọng lượng
phân tử lớn, chiếm tới trên 90% isoflavone tổng số được cho là hấp thụ hạn chế trong
hệ têu hóa người, trong

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN

khi đó, dạng aglucone được hấp thụ nhanh hơn , nhưng ham lương lai rất thấp , chỉ
chiếm từ 1% – 5% isoflavone tổng số. Chính vì vậy nghiên cứu ứng dụng công nghệ
gen vào việc cải thiện theo hương nâng cao hàm lượng isoflavone trong hạt đậu
tương là rất cần thiết. Kỹ thuật biêu hiên gen ơ thưc vât cho phép tạo ra cac dong cây có
khả năng tổng hợp isoflavone với

hàm lượng cao , tạo nguyên liêu phuc vụ sản xuất

cac chê phâm sinh hoc đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng cua công tac chăm soc va bao
vêsưc khoe con ngươi ở nước ta.
Xuất phát từ những lý do trên , đề tài luận văn thạc si đã được chúng tôi lựa chọn
và thực hiện là: “Nghiên cứu đặc điêm của gen mã hóa chalcone isomerase phân lập
từ cây đậu tương”.
2. Mục têu nghiên cứu
Phân tch được đặc điểm của gen mã hóa chalcone synthase trong con đương sinh
tông hơp isoflavone phân lâp tư hai giống đâu tương khác nhau về hàm lượng isoflavone.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Phân tch hàm lượng isoflavone trong hạt nảy mầm của ba giống đậu tương
Viêt Nam la ĐT51, DT90 và DT84.
3.2. Nghiên cứu thông tn về gen ma hoa chalcone isomerase (CHI), thiêt kê căp môi PCR
nhân gen CHI, tách dòng và xác định trình tự gen CHI.
3.3. Phân tch sư đa dang vê trinh t ự nucleotde và trình tự amino acid suy diễn của gen
CHI.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tễn của đậu tƣơng
Kêt qua phân tch đăc điêm cua gen CHI và xác định những điểm sai khác vê trinh tư
nucleotde cua gen

CHI và trình tự amino acid suy diê n giưa c ác giông đâu tương

khac nhau vê ham lương daidzein va genistein là cơ sở để giải thích mối liên quan giữa

gen

CHI vơi hoat đông tông hơp isoflavone ơ đâu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




tương. Đồng thời cũng là cơ sở sử dụng đoạn mã hó

a cua gen CHI trong viêc thiêt kê

vector chuyên gen trong muc đich nâng cao ham lương isoflavone trong đâu tương băng
ky thuât chuyên gen.
Kêt qua xac đinh ham lương daidzein va genistein cua cac giông đâu tương nghiên
cưu cung c ấp dữ liệu cho chọn giống đậu tương theo định hướng nâng cao ham lương
isoflavone cua đâu tương.
Kết quả nghiên cứu của luận văn là tư liệu khoa học phục vụ cho mục đích nghiên
cứu và giảng dạy công nghê sinh hoc.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. CÂY ĐẬU TƢƠNG
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật học của cây đậu tƣơng
Cây đậu tương hay còn được gọi là cây đậu nành có tên khoa học là Glycine max (L.)
Merrill, là loại cây ăn hạt, thân thảo thuộc họ đậu (Fabaceae), đậu tương mang bộ
nhiễm sắc thể 2n=40. Cây đâu tương đươc xêp trong hê thông như sau:
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Fabales
Họ: Fabaceae
Phân họ: Faboideae
Giống: Glycine
Loài: Max
Cây đậu tương xuất hiện đầu tên từ 1100 năm trước Công nguyên tại vùng Đông
Bắc Trung Quốc. Theo nhiều tài liệu đã được nghiên cứu thì cây đậu tương có
nguồn gốc từ vùng Mãn Châu phía Bắc Trung Quốc từ thời các triều đại Phong kiến, sau
đó có nhiều tài liệu cho rằng cây đậu tương được thuần hoá dưới triều đại Shang, hay
còn gọi là triều đại nhà Thương, vào khoảng thế kỉ XVII đến thế kỉ XI trước Công
Nguyên, sau đó lại được lan truyền sang Nhật Bản, Triều Tiên vào khoảng thế kỷ thứ VIII,
và tếp tục được lan truyền sang các nước châu Á khác như Thái Lan, Malaysia, Hàn Quốc,
Việt Nam [1].
Đến thế kỷ XVII, cây đậu tương được giới thiệu vào Châu Âu bởi các nhà thực vật
học và được đặt tên là Glycine max. Sau đó đến thế kỷ XVIII cây đậu tương mới được du
nhập vào Mỹ, nhưng có nhiều kết quả cho thấy do có sự phù

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN

hợp về điều kiện khí hậu và đất đai nên việc trồng trọt đậu tương tại Mỹ phát triển
mạnh mẽ do đó đã cho sản lượng đậu tương tăng lên nhanh chóng, đến nay đậu tương
vẫn được coi là cây trồng chính đem lại giá trị kinh tế cao tại Mỹ và nhiều quốc gia khác
trên thế giới: Trung Quốc, Brazil... [3], [5].
Hiện nay, cây đậu tương vẫn đang là cây được trồng phổ biến ở nhiều quốc gia trên
thế giới bởi đậu tương là cây công nghiêp, cây thưc phâm đem lại giá trị kinh tế cao nhờ
sư vượt trội hơn hẳn so với các cây trồng khác bởi hàm lượng các chất dinh dưỡng như
protein, lipid cao, chứa nhiều vitamin, các khoáng chất và nhiều hoạt chất thảo mộc có lợi
cho sức khoẻ con người.
Tại Việt Nam đậu tương được ví như “vàng mọc từ đất” bởi đậu tương cho sản
lượng cao, cải tạo đất và là cây trồng xen canh gối vụ với nhiều loại cây trồng, chứa
nhiều hàm lượng protein đem lại nhiều giá trị kinh tế.
Cây đậu tương là loại cây thân thảo, bụi nhỏ và là cây hằng năm. Thân cây mảnh,
cao khoảng từ 0,8m đến 0,9 m, có lông, cành hướng lên phía trên. Một cây đậu tương
hoàn chỉnh bao gồm rễ, thân, lá, hoa, quả và hạt.
Rê đâu tương
Rễ đậu tương là cây rễ cọc, bộ rễ bao gồm rễ cái (rễ chính) và nhiều rễ bên hay còn
gọi là rễ phụ, trên rễ cái mọc ra nhiều rễ phụ là các rễ phụ cấp 2 và rễ phụ cấp 3. Trong
điều kiện bình thường rễ cái ăn sâu vào đất khoảng 20-30 cm hoặc có khi ăn sâu đến
15oCm; thông thường các rễ con tập trung nhiều nhất ở độ sâu 6-2oCm. Bộ rễ phát triển
và được chia thành 2 thời kỳ chính: (i) Thời kỳ thứ nhất: rễ cái và rễ phụ đầu tên phát
triển mạnh và sinh ra nhiều rễ con, thời kỳ này kéo dài từ 30-40 ngày sau mọc. (ii) Thời
kỳ thứ hai: lớp rễ đầu tên phát triển chậm dần, rễ con không phát triển chỉ có các rễ phụ
nhỏ kéo dài ra và phát triển cho tới gần thu hoạch.
Trên rễ chính và rễ phụ có nhiều nốt sần chứa các vi khuẩn Rhizobium
japonicum sinh sống, loại vi khuẩn này có dạng hình gậy hoặc hình cầu quan sát

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN

được dưới kính hiển vi điện tử, vi khuẩn Rhizobium japonicum sống trong lòng đất, có khả
năng cố định đạm từ khí trời, mỗi một cây họ đậu có vài trăm nốt sần phân bố đồng đều
trên các rễ, ban đầu khi mới hình thành các nốt sần có màu sữa sau đó phát triển có màu
hồng. Quá trình hình thành nốt sần kéo dài 16-21 ngày, phát triển nhiều mạnh nhất vào
lúc đậu tương ra hoa và làm quả.
Giữa vi sinh vật nốt sần với cây đậu tương chúng có mối quan hệ cộng sinh,
cây cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn hoạt động và ngược lại vi khuẩn lại tch
hợp nitơ tự do của không khí chuyển sang đạm hữu cơ để cây có thể sử dụng được.
Cây đậu tương càng nhiều chất dinh dưỡng cho vi sinh vật hoạt động thì vi sinh vật
càng phát triển và tích lũy đạm được càng nhiều cho cây sinh trưởng và phát triển tốt.
Thân, cành đâu tương
Thân cây đậu tương thuộc thân thảo có hình tròn, chia đốt, ít phân cành, trên
thân có nhiều lông nhỏ. Thân đậu tương thường đứng hoặc có khi thân bò hay nửa bò,
khi còn non thân có màu xanh hoặc tm, khi về già chuyển sang màu nâu nhạt, màu sắc
của thân khi còn non có liên quan chặt chẽ với màu sắc của hoa sau này. Nếu thân lúc
còn non có màu xanh thì hoa màu trắng và nếu khi cây còn non thân có màu tm thì hoa
màu tm đỏ. Thân cao trung bình 0,5- 1,2 m hoặc cũng có khi cao nhất đến 1,5m, trên
thân mang 14-15 lóng, các lóng ở phía dưới thường ngắn, các lóng ở phía trên thường
dài. Tùy theo giống và thời vụ gieo mà chiều dài lóng có sự khác nhau thường biến động
từ 3-10 cm. Cây đậu tương trong vụ hè có lóng dài hơn vụ xuân và vụ đông. Chiều dài của
lóng góp phần quyết định chiều cao của thân. Thân cây đậu tương thường cao từ 0,31,0m. Giống đậu tương dại cao từ 2-3m. Thực tế cũng có những giống không có lông tơ.
Những giống có mật độ lông tơ dày, màu sẫm có sức kháng bệnh, chịu hạn và chịu rét
khỏe những giống không có lông tơ thường sinh trưởng không bình thường, sức chống
chịu kém. Thân có lông tơ nhiều hay ít, dài hay ngắn, dày hay

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –

ĐHTN




thưa là một đặc điểm phân biệt các giống với nhau. Đốt đầu tên của thân chính mang hai
lá mầm, đốt thứ hai lại mang hai lá đơn mọc đối diện nhau, sau đó kể từ đốt thứ ba trở
đi mỗi đốt mang một lá kép có các lá chét, các lá kép mọc đối diện nhau. Dựa vào sự sinh
trưởng và đặc điểm mà thân có các loại như sau:
Loại mọc thẳng: thân cứng, đường kính thân lớn, thân cao trung bình, đốt ngắn,
nhiều quả.
Loại bò: thân chính phân cành rất nhỏ, mềm, phủ trên bề mặt đất thành đám dây,
thân dài, đốt dài, quả nhỏ.
Loại nửa bò: là loại trung gian giữa hai loại mọc thẳng và mọc bò.
Loại mọc leo: thân nhỏ rất dài, mọc bò dưới đất hay leo lên giá thể khác.
Thân đậu tương có khả năng phân cành ngay từ nách lá đơn hoặc kép. Dựa vào đặc
tnh sinh trưởng của thân cành và đặc điểm ra hoa nên có thể chia giống đậu tương ra
làm hai loại:
Sinh trưởng hữu hạn: Khi ngọn thân hoặc ngọn cành đã ra hoa thì không tếp tục
sinh trưởng nữa hay cành không cao lên nữa, loại này chủ yếu được trồng lấy để lấy
hạt.
Sinh trưởng vô hạn: Khi đậu tương ra hoa kết quả và cả khi sắp chín thân cành vẫn
tiếp tục sinh trưởng, thường là loại mọc bò.
Từ lúc mọc đến khi cây có 5 lá thật (3 lá kép) khoảng 25 – 30 ngày sau khi gieo,
thân sinh trưởng với tốc độ bình thường.
Khi cây đã có 6-7 lá thật thân bắt đầu phát triển mạnh. Điểm khác biệt của cây
đậu tương với cây trồng khác là cây ra hoa rộ lại là lúc thân cành phát triển mạnh nhất.
Đây là giai đoạn hai quá trình sinh trưởng, sinh dưỡng cho nên cần cung cấp đầy đủ dinh
dưỡng tạo điều kiện cho bộ rễ phát triển thuận lợi.
Cành mọc ra từ đốt trên thân, hướng lên trên, số cành trên thân nhiều hay ít phụ

thuộc vào loại giống đậu tương, đất đai, kỹ thuật canh tác, điều kiện gieo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




trồng, có những giống đậu tương chỉ có 1-2 cành hoặc có những giống không có cành,
cành và thân chính kết hợp với nhau tạo thành tán cây đậu tương [7], [15].
Lá đâu tương
Cây đậu tương có lá mọc cách và có 3 loại lá chính: lá mầm, lá đơn và lá kép có
nhiều hình dạng khác nhau như hình trái xoan, trứng, tròn, dài, ô van, mũi lá gần nhọn,
không đều ở gốc. Mặt lá thường có nhiều lông trắng.
Lá mầm (lá tứ diệp): lá mầm mới mọc có màu vàng hay xanh lục khi tếp xúc với
ánh sáng thì chuyển sang màu xanh. Hạt giống to thì lá mầm chứa nhiều dinh dưỡng nuôi
cây mầm, khi hết chất dinh dưỡng lá mầm khô héo.
Lá nguyên (lá đơn): xuất hiện sau khi mọc từ 2-3 ngày và mọc phía trên lá mầm. Lá
đơn mọc đối xứng nhau, lá đơn to xanh bóng là lá biểu hiện cây sinh trưởng tốt, lá đơn to
xanh đậm biểu hiện của một giống có khả năng chịu rét, lá đơn nhọn gợn sóng là biểu
hiện cây sinh trưởng không bình thường.
Lá kép: Mỗi lá kép có 3 lá chét, cũng có thể có 4-5 lá chét. Lá kép mọc so le, có
màu xanh tươi, khi già biến thành màu vàng nâu. Cũng có giống khi quả chín lá vẫn giữ
được màu xanh. Phần lớn lá có nhiều lông tơ. Lá có nhiều hình dạng khác nhau tùy theo
giống. Những giống lá nhỏ và dài chịu hạn khỏe nhưng thường cho năng suất thấp, những
giống lá to chịu hạn kém nhưng thường cho năng suất cao hơn. Nếu hai lá kép đầu to và
dày thường biểu hiện giống có khả năng chống chịu rét. Số lượng lá kép nhiều hay ít,
diện tch lá to hay nhỏ chi phối rất nhiều đến năng suất và phụ thuộc vào thời vụ gieo
trồng. Các lá nằm cạnh chùm hoa nào giữ vai trò chủ yếu cung cấp dinh dưỡng cho chùm
hoa ấy. Nếu vì điều kiện nào đó làm cho lá bị úa vàng thì quả ở vị trí đó thường bị rụng

hoặc lép. Số lá nhiều to khoẻ nhất vào thời kỳ đang ra hoa rộ. Khi phiến lá phát triển to,
rộng, mỏng, phẳng, có màu xanh tươi là biểu hiện cây sinh trưởng khoẻ có khả năng cho
năng suất cao .

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




Hoa đâu tương
Đậu tương là cây tự thụ phấn, có hoa mọc từ nách lá, hoa nhỏ, không có mùi
thơm, hoa màu trắng, tm hoặc tm nhạt xếp thành chùm hoa, mỗi chùm hoa có từ 1-10
hoa hoặc cũng có từ 7-8 hoa, hoa dạng cánh bướm, ống đài năm cánh không bằng nhau.
Tràng hoa gồm cánh hoa cờ phía sau, hai cánh bên và hai cánh thìa phía trước tếp xúc
nhau nhưng không dính vào nhau. Đài hoa có màu xanh, nhiều lông. Bộ nhị gồm 10 nhị
chia làm hai nhóm: nhóm 1 gồm 9 nhị và cuống dính với nhau thành một khối; nhóm 2 chỉ
có một nhụy hoa, nhụy hoa có một lá noãn. Vòi nhụy cong về phía nhị. Đậu tương là cây
có hoa lưỡng tnh, hoàn toàn tự thụ phấn. Cây ra hoa sớm hay muộn, thời gian ra hoa tuỳ
thuộc vào giống và thời vụ gieo do chịu ảnh hưởng phối hợp của ánh sáng và nhiệt độ.
Giống chín sớm sau mọc trên dưới 30 ngày đã ra hoa và giống chín muộn 45- 50 ngày
mới ra hoa. Thời gian ra hoa dài hay ngắn theo giống và theo thời vụ. Có những
giống thời gian ra hoa chỉ kéo dài 10-15 ngày. Thời kỳ hoa nở rộ thường từ ngày thứ 5
đến ngày thứ 10 sau khi hoa bắt đầu nở. Hoa trong đợt rộ mới tạo quả nhiều, còn
trước và sau đợt hoa rộ thì tỷ lệ đậu quả thấp. Điều kiện thích hợp cho
oC
sự nở hoa là ở nhiệt độ 25-28 , ẩm độ không khí 75- 80%, ẩm độ đất 70- 80%.
Cây đậu nành cho nhiều hoa nhưng tỷ lệ hoa không thành quả chiếm 20- 80%.
Quả và hạt đâu tương
Hình dáng quả đậu tương là loại quả thẳng hoặc hơi cong, bề ngoài vỏ quả ráp có

nhiều lông, khi chín đa số màu vàng hoặc xám. Hạt có hình tròn, dẹt, bầu dục...bề mặt
ngoài chỉ có một lớp vỏ mỏng bao quanh một phôi lớn. Vỏ hạt nhẵn [2]. Quả thõng, hình
lưỡi liềm, gân bị ép, trên quả có nhiều lông mềm màu vàng, thắt lại giữa các hạt. Quả đậu
tương thuộc loại quả giáp. Mỗi quả có từ 1- 4 hạt. Vỏ quả đậu tương có 3 lớp: biểu bì, hạ
bì và lớp nhu mô bên trong. Do vỏ của lớp tế bào mô dậu có lớp cutn che phủ nên sự trao
đổi khí không xảy ra, sự trao đổi khí giữa phôi và môi trường qua rốn hạt. Những mảnh
của nội nhu bị ép chặt vào

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




vỏ hạt. Lớp ngoài nội nhu gọi là lớp aleuron gồm những tế bào hình lập phương nhỏ chứa
đầy đạm. Quả đậu tương gồm 2 nửa của lá noãn, nối với nhau ở phần bụng và lưng. Trên
cả 2 đường nối biểu bì của quả cong vào phía trong tạo nên một lớp nhu mô thẳng đứng,
lớp nhu mô này tách mô dẫn thành 2 vùng giúp quả tách ra khi quả chín.
Hạt đậu tương cũng như hạt của nhiều loại họ đậu khác là không có nội nhu
mà chỉ có một lớp vỏ bao quanh một phôi lớn. Trong hạt, phôi thường chiếm
2%, 2 lá tử diệp chiếm 90% và vỏ hạt 8% tổng khối lượng hạt. Hạt có nhiều hình dạng khác
nhau như hình cầu, dẹt, dài và oval. Ở hạt trưởng thành, đầu của rốn là lỗ noãn, lỗ này
được bao phủ bởi một lớp màng. Ở đầu kia của rốn là rãnh nhỏ. Màu sắc, kích thước,
khối lượng, rốn hạt khác nhau đặc trưng cho từng giống, khối lượng hạt trung bình
khoảng 200-400mg/hạt [3], [4], [7].
Vê sinh thái học , nhiệt độ thích hợp ở giai đoạn nẩy mầm và giai đoạn cây con từ
24 - 30

oC

, độ ẩm ở giai đoạn nẩy mầm 80% nhưng đến giai đoạn cây non độ ẩm lại giảm

xuống 50 - 60%. Nhiệt độ 24 - 34

oC

là nhiệt độ thích hợp cho giai đoạn ra hoa kết trái, ở

giai đoạn này nhu cầu độ ẩm tăng gần như giai đoạn nẩy mầm từ 70 - 80%, sang đến giai
đoạn quả chín nhiệt độ thích hợp giảm còn 20 oC
25
và độ ẩm cũng giảm mạnh xuống mức 35 - 45%. Ở cây đậu tương lượng
mưa cần phải đạt từ 700 mm là tốt nhất. Đa số các giống đậu tương có thể trồng trên
nhiều loại đất khác nhau như: đất phù sa, đất xám, đất giồng cát, những loại đất này
thường có thành phần cơ giới nhẹ, độ PH từ 5-8.
1.1.2. Tình hình sản xuất đậu tƣơng trên thế giới và ơ Việt Nam
Hiện nay trên thế giới đậu tương là cây trồng đứng thứ tư sau cây lúa mỳ, cây lúa
nước và cây ngô. Thống kê diện tch, năng suất, sản lượng đậu tương từ
2011-2014 theo FAO được thể hiện bảng 1.1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




Bảng 1.1. Tình hình sản xuất đậu tương trên thế giới
Chỉ têu

Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(triệu ha)

(tạ/ha)

(triệu tấn)

2011

103,60

25,29

262,04

2012

106,62

23,74

253,14

2013

111,63

24,91

278,09

2014

117,71

26,20

308,43

Năm

Nguồn: FAOSTAT database
Bảng 1.1 cho thấy về diện tch, năng suất đậu tương trên thế giới trong 4 năm
gần đây hầu như không biến động hoặc biến động rất ít. Sản lượng tăng ở năm 2013 và
năm 2014. Đặc biệt so với năm 2011, năm 2014 tăng 17,7%, so với năm 2012 tăng 21,8%.
Đậu tương được coi là cây trồng mang tnh chiến lược của nhiều Quốc gia: Trung
Quốc, Thái Lan, Mỹ, bên cạnh đó đậu tương có khả năng thích nghi rộng nên được trồng ở
nhiều vùng khác nhau tập trung nhiều nhất ở Châu Mỹ và Châu Á. Sản phẩm của đậu
tương chủ yếu là hạt, trong các loại cây lấy dầu hạt đậu tương chứa một lượng dầu khá
lớn do đó cây đậu tương được trồng khá phổ biến. Một trong những nước có nền kinh
tế phát triển trên thế giới như Mỹ, Brazin... cũng tập trung vào việc trồng các giống đậu
tương, cùng với Brazin, Argentna và Trung Quốc đã chiếm 90 - 95% tổng sản lượng đậu
tương trên toàn thế giới. Riêng tại Mỹ chiếm 50% tổng sản lượng đậu tương trên toàn thế
giới. Theo Tổ chức Nông lương Liên hiệp quốc FAO toàn thế giới đến năm 2011 sản lượng
đậu tương đạt 262,04 sau đó do mở rộng diện tch trồng cây đậu tương vào năm 2014
toàn thế giới cho sản lượng đạt 308,43 triệu tấn tăng 46,39 triệu tấn so với năm 2011.

Bên cạnh đó cây đậu tương có thể trồng được trên nhiều vùng đất khác nhau như ven
nhà, sườn đồi, ven suối, trong vườn… có thể nói rằng đậu tương có khả năng thích nghi
rộng ở Châu Mỹ, Châu Á, Braxin, Achentina, cùng với sự phát triển của nền nông nghiệp
sản lượng đậu tương ngày càng tăng lên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




nhanh chóng và phát triển mạnh ở khu vực Châu Á, theo kết quả nghiên cứu của nhiều
nhà khoa học trên thế giới nhận thấy cây đậu tương đã có những đóng góp nhất định vào
nền kinh tế quốc dân nên đã có rất nhiều nước đã tập trung vào đầu tư mở rộng diện
tích để trồng cây đậu tương nhằm làm tăng năng suất.
Bảng 1.2. Tình hình sản xuất đậu tương của bốn nước đứng đầu về năng suất trên thế
giới

Quô

Năm 2011
Diện Năng Sản

Năm 2012
Diện Năng Sản

Năm 2013
Diện Năng Sản

Năm 2014

Diện Năng Sản

tch

tích

tch

tch

suất lượn

(triệ (tạ/h
a)
u
gia
Mỹ 29,8 28,1
5
9
Brazil 23,9 31,2
1
Trung 6
78,8 18,3
Quốc 9
6
Achentn 18,7 26,0
a
4
7
c

suất lượn

suất lượn

suất lượn

(tạ/ha g
(triệ (tạ/ha g
(triệ (tạ/ha g
)
)
)
(triệ
u
(triệ
u
(triệ
u
(triệ
84,19 30,79 26,64 82,05 30,70 29,14 89,48 33,61 32,13 108,0
1
74,81 24,97 26,36 65,84 27,86 29,32 81,69 30,27 28,65 86,76
g

(triệ

14,48 67,50 19,33 13,05 66,00 18,93 12,50 6,73

18,12 12,20

48,87 17,57 22,81 40,10 19,41 25,39 49,30 19,25 27,73 53,39
Nguồn: FAOSTAT database

Đậu tương là cây trồng không những mang lại hiệu quả kinh tế, cải tạo đất mà đậu
tương còn có khả năng thích ứng rộng nên đã được trồng phổ biến ở hầu khắp mọi nơi
trên thế giới, nhưng tập trung nhiều nhất ở châu Mỹ và châu Á. Từ sau năm 1997 đến
những năm gần đây, sản xuất đậu tương trên thế giới liên tục tăng lên cả về diện tích sản
xuất và sản lượng.
Áp dụng những tến bộ khoa học vào việc cải tạo và nâng cao chất lượng cây
trồng, các cây trồng biến đổi gen đã được trồng ở rất nhiều nước trên thế giới bởi đậu
tương biến đổi gen cho năng suất, hàm lượng cao, đồng thời chống chịu được với các
điều kiện bất lợi của môi trường: nóng, lạnh, chịu hạn và chịu được thuốc diệt cỏ.…
Tại Việt Nam hiện nay đậu tương đã có những đóng góp to lớn trong
ngành công nghiệp: là nguyên liệu của ngành công nghiệp chế biến cao su nhân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




tạo, sơn, mực in, xà phòng, chất dẻo, tơ nhân tạo, chất đốt nóng, dầu bôi trơn, chế tạo
làm nến, xà phòng... Đối với nông nghiệp: đậu tương được dùng để làm thức ăn gia súc
theo ước tnh cứ 1kg hạt đậu tương tương đương với 1,38 đơn vị thức ăn chăn nuôi, để
làm thức ăn tươi bên cạnh đó còn sử dụng toàn bộ các bộ phận thân, lá, quả, hạt vì nó có
thành phần dinh dưỡng khá cao như N: 6,2%, P2O5: 0,7%, K2O: 2,4%. Trồng cây đậu
tương còn có tác dụng cải tạo đất: đậu tương là cây luân canh cải tạo đất tốt, 1ha trồng
đậu tương nếu sinh trưởng tốt để lại trong đất từ 30-60kg N, góp phần tăng năng suất cả
hệ thống cây trồng và giảm chi phí cho việc bón N. Thân lá đậu tương dùng bón ruộng hay

phân hữu cơ rất tốt bởi hàm lượng N trong thân chiếm 0,05 %, trong lá chiếm 0,19% [1],
[8]. Do đó đậu tương được sử dụng nhiều làm thức ăn cho người và gia súc.
Nước ta cây đậu tương được trồng ở nhiều vùng sinh thái với nhiều điều kiện khí
hậu khác nhau, đậu tương được trồng ở miền Bắc chiếm khoảng 70%, miền Nam chiếm
khoảng 30%, với đặc điểm cây đậu tương được trồng ở những vùng đất không cần màu
mỡ trong đó vùng đồng bằng sông Hồng có diện tch trồng đậu tương lớn nhất cả nước
với 73.400 ha chiếm 38% diện tch cả nước, các vùng Đông Bắc (24,9%), Tây Nguyên
(12,7%), Tây Bắc (10,7%), đồng bằng sông Cửu Long (8,4%). Các vùng Bắc Trung Bộ, duyên
hải Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ diện tch chỉ có vài nghìn ha. Cây đậu tương được
trồng như cây trồng chính hoặc cây trồng xen vào nhiều thời điểm khác nhau trong năm
nên có cả vụ xuân, vụ hè và vụ đông [1].
Hiện nay diện tch sản xuất đậu tương của cả nước đang có xu hướng tăng lên tuy
nhiên sản lượng đậu tương tăng không đáng kể và không ổn định. Đến năm 2011 tại
Việt Nam bắt đầu sản xuất đậu tương trên quy mô công nghiệp tuy nhiên sản lượng vẫn
còn có phần hạn chế, nhằm giải quyết tnh trạng thiếu hụt về các sản phẩm đậu tương
nước ta cun
̃ g đã phải nhập khẩu một lượng khá lớn các sản phẩm về đậu tương nhằm
cung cấp cho các ngành công nghiệp, ngành chế biến thức ăn gia súc, nuôi trồng thủy
hải sản, riêng năm 2013 trong tổng số 13,4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




triệu tấn thức ăn chăn nuôi cho gia súc thì đậu tương chiếm gần 3,5 triệu tấn và cũng năm
2013 Việt Nam phải nhập khẩu 556 nghìn tấn đậu tương từ Mỹ. Trong khu vực ASEAN Việt
Nam là nước đứng thứ 3 về diện tch trồng đậu tương sau một số nước như Lào,
Campuchia, Thái Lan, tuy nhiên năng suất vẫn còn rất thấp.

Bảng 1.3. Tình hình sản xuất đậu tương ở Việt Nam
Chỉ tiêu
Năm

Diện tích

Năng suất

Sản lƣợng

(nghìn ha)

(tấn/ha)

(nghìn tấn)

2011

181,1

1,47

266,9

2012

120,8

1,45

175,3

2013

117,8

1,43

168,4

2014

120

1,47

176,4

2015

130

1,48

192,4
Nguồn: Tổng cục thống kê

Do điều kiện thời tết không thuận lợi nên trong năm 2013 sản lượng đậu tương
của Việt Nam giảm 3% so với năm 2012 xuống còn 168 nghìn tấn, quy mô sản xuất còn
nhỏ lẻ nên sản lượng đậu tương vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu trong cả nước. Từ năm

2008 do vẫn phải nhập một sản lượng đậu tương vào Việt Nam nên sản lượng tăng lên
267,6 nghìn tấn, đến năm 2011 đậu tương đã được trồng rộng rãi, phổ biến trên cả nước
nhưng đến năm 2013 sản lượng đậu tương nước ta giảm 3% so với năm 2012, xuống còn
168 nghìn tấn. Theo Thông tư sô
08/2013/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy đinh trinh tư , thủ tục cấp và
thu hồi Giấy chứng nhận an toàn sinh học đối với cây trồng biến đổi gen tư đo cho phép
người nông dân được phép trồng các loại cây biến đổi gen

, tuy nhiên đến nay việc khảo

sát vẫn chưa được tến hành đối với cây đậu tương, cung trong danh mục đối với cây ngô
đã hoàn thành việc khảo nghiệm vào năm
2012 và từ đó cho đến nay cây ngô được canh tác thương mại tại Việt Nam do đó sản
lượng các giống ngô luôn cao hơn so với giống đậu tương.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




1.1.3. Thành phần dinh dƣỡng trong hạt đậu tƣơng
Trong hạt đậu tương có chứa đầy đủ các thành phần dinh dưỡng: protein, lipid, các
loại muối khoáng..., trong đó hàm lượng protein chiếm từ 38- 40%, lipid chiếm từ 1520%, hydrat cacbon từ 15- 16% và nhiều muối khoáng, nước chiếm khoảng 8%, các chất
vô cơ khoảng 5%, các muối khoáng Na, K, Ca, S, P, Mg, Fe.
Đậu tương có chứa thành phần dinh dưỡng cao, là thức ăn bổ dưỡng có thể
thay thế các loại thịt, cá, trứng. Hàm lượng protein có trong đậu tương trung bình khoảng
35- 45% và cao gấp đôi so với các loại đậu khác. So với thịt động vật, đậu tương có nhiều
chất dinh dưỡng hơn: 100 gr đậu tương có 411 calo; 34 gr đạm; 18 gr béo; 165mg
calcium; 11mg sắt; trong khi đó thịt bò có 165 calo,

21gr đạm; 9gr béo; 10mg calcium và 2,7 mg sắt [6], [8], [15].
Hạt đậu tương có 3 bộ phận: vỏ hạt chiếm 8% trọng lượng hạt; phôi chiếm
2% và tử diệp chiếm 90%. Tùy thuộc vào điều kiện đất đai, thời tiết, mùa vụ mà thành
phần dinh dưỡng trong hạt đậu tương có thể thay đổi [1], [2], [5].
Protein và các amino acid
Protein có trong đậu tương chiếm khoảng 38-40% hoặc có loài hàm lượng protein
trong đậu tương chiếm đến 50%, có những sản phẩm được chế biến từ đậu tương
cho hàm lượng protein lên đến 90-95%, đây là nguồn cung cấp protein có giá trị
cao cho con người. Các nhóm Protein đơn giản như albumin: 68%; globulin: 25-34%; glutelin: 13-14%. Protein của đậu tương không có Cholesteron, dễ
têu hóa, dễ tan trong nước và chứa nhiều loại acid amin không thay thế cần thiết cho cơ
thể sống như: leucine chiếm 8,4%, isoleucine: 5,8%, methionine chiếm 1,4%; valine: 5,8%,
tryptophan: 1,1%, phenylalanine: 3,8%, threonine: 4,8%, lysine: 6,0%. Hàm lượng của các
chất amino acid này tương đương với hàm lượng của các chất amino acid có trong trứng
gà, đặc biệt hàm lượng Trytophan gần gấp đôi so với hàm lượng chứa trong trứng gà [8].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




Lipid
Hàm lượng lipid trong đậu tương khoảng 15-20% hoặc có thể đạt tới 23%. Trong hạt
đậu tương hàm lượng các chất béo cao hơn nhiều lần so với các loại thực vật cung cấp
dầu. Lipid của đậu tương chứa một tỷ lệ các acid béo chưa no cao như: acid oleic chiếm
25- 36%, acid linoleic: 52 -65% và acid linolenoic: 2 3% đây là những loại không thể thiếu đối với cơ thể [15]. Ngoài ra còn chứa các acid béo
no chứa nhiều giá trị dinh dưỡng cao: acid panmitc: 6- 8%; acid stearic: 3-5%; acid
arachidoic: 0,1-1,0%.
Đặc biệt trong dầu đậu tương còn chứa lecinthin có tác dụng làm cho cơ thể trẻ lâu,
tăng cường trí nhớ, có khả năng tái sinh các mô cơ, xương và tăng cường sức đề kháng

cho cơ thể.
Glucid trong đậu tương chiếm khoảng 22-35,5%, gôm hai loại tan và không tan trong
nước . Hạt đậu tương có P 2O5 chiêm 0,6-2,18%; K2O: 1,91-2,64%; CaO: 0,23- 0,63%;
MgO: 0,22- 0,55%; SO3: 0,41- 0,44; Na2O: 0,38%; Cl:0,025 và các chất khác : 1,17%. Vê
vitamin , hạt đậu tương chứa các vitamin tan trong nước: vitamin B1, vitamin B2,
vitamin B3, vitamin B6, vitamin PP và các vitamin tan trong dầu: vitamin A, vitamin D,
vitamin E, vitamin K.
Ngoài ra trong hạt đậu tương khô chứa khoảng 5% khoáng, với các nguyên tố
khoáng đa lượng như muối của K chứa 2%, P: 0,65%, Mg: 0,24%, S: 0,45%, Ca: 0,23%, Na:
0,38%; Cl và những nguyên tố khoáng vi lượng gồm có: Cu, Zn, Fe, Co, Pb, I, Se, Mn, Cd,…
Hàm lượng trung bình của các nguyên tố khoáng đa lượng chiếm từ 0,2-2,1% còn hàm
lượng của những nguyên tố khoáng vi lượng chiếm 0,01-140 ppm [15].
Ngoài ra trong hạt đậu tương còn có các chất có hoạt tnh sinh học , như
isoflavone, saponin, lecithin, trypsin inhibitor, lectns, phytosterol.
Isoflavone có rất nhiều các tác dụng sinh học đã và đang được nghiên cứu để đưa
vào ứng dụng trong thực tễn. Theo các kết quả nghiên cứu trong 100 g

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




đậu tương có đến 33 -38 gam chất đạm. Khi cơ thể người đặc biệt nam giới khi sử dụng
lượng đạm có trong đậu tương giúp tăng cường cơ bắp. Trong quá trình têu hóa các sản
phẩm của đậu tương, đường ruột tết ra chất kìm hãm hoạt động của hoocmon gây ung
thư tuyến tền liệt và hói đầu. Isoflavone giúp ngăn ngừa ung thư tuyến tền liệt ở nam
giới, giúp nâng cao và cải thiện chất lượng tnh trùng ở nam giới. Isoflavone có tác
dụng chống oxy hóa, làm bền vững màng tế bào nơi dễ bị peroxyd hóa gây ra các rối loạn
làm hủy hoại tế bào [5], [29]. Tác dụng trên mạch máu, làm tăng tnh thấm của mao mạch.

Do đó được dùng trong các trường hợp rối loạn chức năng tin
̃ h mạch, tin
̃ h mạch bị suy
yếu, giãn tin
̃ h mạch, trĩ, chảy máu do đặt vòng trong phụ khoa, các bệnh trong nhãn khoa
như sung huyết kết mạc, rối loạn tuần hoàn võng mạc [5]; tác dụng chống độc, giảm tổn
thương và bảo vệ, giải độc gan [7]. Một số nghiên cứu cho thấy đã có tác dụng để
điều trị viêm gan, xơ gan, bảo vệ tế bào gan như cây Actso, cây Bụt dấm…[5]. Tác dụng
chống viêm, có thể sử dụng để điều trị ban đỏ, viêm da, tổn thương da và màng nhầy
trong trường hợp điều trị xạ trị [5]. Isoflavone co tác dụng làm tăng biên độ co bóp và
tăng thể tch phút của tm, làm hồi phục tm khi bị gây ngộ độc bởi chloroform, quinin,
methanol [5]. Ngoài ra còn có tác dụng chống kết tập tểu cầu [7], [29]. Đặc biệt, các dẫn
chất thuộc nhóm isoflavonoid có tác dụng như estrogen, điêu nay được giải thích là do sự
gần nhau về mặt cấu trúc với diethylstlbestrol [5]. Ngoài ra còn có các tác dụng chống co
thắt các tổ chức cơ nhẵn như túi mật, ống dẫn mật, phế quản, tác dụng thông tểu,
chống loét dạ dày [5]. Các nghiên cứu còn chỉ ra tác dụng chống ung thư, ức chế sự
phát triển tế bào ung thư của genistein [29], tăng tuần hoàn não và điều trị trĩ. Một số
isoflavone như daidzein được dùng để tăng cường tuần hoàn, chống nấm, kháng khuẩn,
chống virus [7].
Saponin: chiếm một lượng 0,1-0,3% saponins. Có 3 nhóm saponins đậu tương
được phát hiện là: Saponins A,Saponins B, Saponins E. Saponins có tác

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




dụng giảm lượng cholesterol trong máu, ngăn ngừa sự phát triển của các tế bào ung thư,
tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể.

Lecithin (phosphatdyl choline): chiếm khoảng 0,5- 1,5%. Lecithin là một nguồn quan
trọng của choline. Lecithin tham gia sự trao đổi chất, xây dựng cấu trúc tế bào có tác dụng
giảm nguy cơ mắc các bệnh về tm mạch, ngăn ngừa sự phát triển bất thường của bào
thai, giúp tăng cường trí nhớ, ngăn ngừa hoặc làm giảm tác dụng phụ của một số loại
thuốc.
Trypsin inhibitor: Có 2 loại chất ức chế trypsin được phân lập ra từ đậu tương là:
Kunitz trypsin inhibitor và Bowman-Birk (BB) inhibitor, có khả năng ức chế enzyme
trypsin trong cơ thể người, riêng BB inhibitor còn có khả năng ức chế chymotrypsin. Các
trypsin inhibitors này dễ bị phá hủy bởi nhiệt. Nhiều nghiên cứu mới đây cho thấy rằng,
các trypsin inhibitors có thể là nguyên nhân gây ra chứng phình to tuyến tụy ở trẻ nhỏ.
Bên cạnh đó, người ta cung thấy được rằng BB inhibitor cun
̃ g có khả năng ngăn ngừa các
tác nhân gây ra ung thư.
Lectn ( hoặc gọi hemagglutnins), lectns rất tốt cho sức khỏe như: làm giảm
lượng insulin trong máu, giảm suy thoái của gan và thận.
Phenolic acid: có tác dụng phòng ngừa sự tấn công của các tế bào ung thư.
Omega - 3 faty acid: là chất béo không bão hoà có khả năng làm giảm luợng
cholesterol xấu LDL và làm gia tăng lượng cholesterol tốt HDL trong máu.
Phytosterol: Hạt đậu tương chứa khoảng 0,3-0,6 mg/g là phytosterols, trong đó
stanol chiếm khoảng 2%. Có 3 nhóm phytosterols chính đó là Campesterol,
-sitosterol và stgmasterol. Các phytosterol có khả năng làm giảm hàm lượng cholesterol
trong máu, giảm nguy cơ về các bệnh tm mạch, làm giảm sự phát triển của các bướu ung
thư kết tràng, chống lại ung thư da.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN

1.2. ISOFLAVONE VÀ CHU TRÌNH CHUYỂN HÓA ISOFLAVONE TRONG ĐẬU TƢƠNG
1.2.1. Hợp chất isoflavone trong đậu tƣơng
Isoflavone có nguồn gốc từ các loài thực vật khác nhau nhưng tập trung chủ yếu ở
các giống đậu tương. Có thể nói hợp chất isoflavone được ví như phytoestrogen do nó có
tác dụng như estrogen. Đây chính là tác dụng nổi bật của nhóm isoflavone. Trong tự
nhiên, daidzein và genistein là hai chất quan trọng nhất, chiếm phần lớn trong tổng số các
isoflavone nên chúng được coi là đối tượng chính trong nghiên cứu hiện nay. Isoflavone
không chỉ có trong các dược liệu mà có trong các loại thực phẩm cung cấp trong các
bữa ăn hàng ngày của con người. Đậu tương là loại thực phẩm tập trung chứa nhiều hàm
lượng isoflavone nhất và đã được người dân thường xuyên sử dụng, chế biến dưới
nhiều dạng khác nhau.
Do sự tương đồng về cấu trúc hóa học nên isofavone có thể can thiệp vào hoạt
động của estrogen trong cơ thể ngươi . Tùy thuộc vào thụ quan estrogen trên các tế bào
mà isoflavone có thể làm giảm hoặc kích hoạt các hoạt động của estrogen.
Isoflavone dạng tự do có 3 loại genistein, daidzein và glycitein (isoflavone
aglucone). Genistein và daidzein la hai hợp chất isoflavone tự nhiên đang được nghiên
cứu vì lợi ích sức khỏe đáng kể mà nó đem lại, hai hợp chất này chiếm phần lớn trong
tổng số các isoflavone. Ngoài dạng isoflavone tự do trong hạt đậu tương còn có
isoflavone dạng liên hợp glucoside, glucoside acetyl và dạng malonyl. Theo FDA thì
tổng hàm lượng daizdein và genistein chiếm khoảng từ 93% đến 98% isoflavone
tổng số . Khi hat đậu nảy mầm lượng isoflavone đạt tới đỉnh điểm. Isoflavone có thể làm
giảm sự xuất hiện của một số loại ung thư, chống viêm nhiễm, giảm các triệu chứng mãn
kinh, ngăn ngừa các bệnh về tm mạch và có thể tác động tích cực đến quá trình sinh lý
khác.
Khi so sánh thành phần isofavone trong phôi , lá mầm, vỏ hạt và hạt đậu tương
nhom cac nha khoa hoc Hàn Quốc đã thông bao kết quả tổng tỉ lệ trung

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN

bình của isoflavone là 2887 μg/g trong phôi, 575 μg/g trong hạt, 325 μg/g trong lá mầm
và 33 μg/g trong vỏ hạt. Họ cũng đã phân tách được 12 đồng phân isoflavone trong 90
phút/mẫu thí nghiệm [7]. Trong hạt đậu tương các aglucone chiếm một lượng nhỏ , bao
gôm sissotrin , ononin; các dẫn xuất acetyl của β- glucozit: 6’-acetylsissotrin, 6’acetylononin;

các

dẫn

xuất

malonyl

của

β- glucozit: 6’-malonylsissotrin, 6’-

malonylononin [10].
Theo các kết quả nghiên cứu trong năm 2005, các nhà khoa học Brazil đã tến hành
phân tích 18 mẫu đậu tương. Kết quả cho biết isoflavone trong đậu tương là một hợp
chất phenolic gồm có: aglucone (daidzein, genistein và glycitein), ß - glucoside (genistn,
’
’
daidzin, glycitn), ß - glucoside kết hợp với nhóm malonyl ( 6 - O - malonyldaidzin, 6 ’
O - malonylgenistn và 6 - O ’
’
malonylglycitn), ß - glucoside kết hợp với nhóm acetyl (6 - O - acetyldaidzin, 6

’
- O - acetylgenistn và 6 - O - acetylglycitn).
Tiếp sau đó các nhà khoa học Bồ Đào Nha cung đã sử dụng các phương pháp sắc kí
lỏng cao áp HPLC/DAD và phổ UV để xác định thành phần của isoflavone trong 40 mẫu
hạt đậu tương, kết quả nghiên cứu cho thấy trong hạt đậu tương các aglucone chiếm
một lượng nhỏ, hợp chất chính trong hạt đậu tương là các dẫn xuất malonyl và dẫn
xuất axetyl của ß - glucoside.
Đến năm 2006 các nhà khoa học Hàn Quốc đã thực hiện một nghiên cứu so sánh
thành phần isoflavone trong phôi, lá mầm, hạt và vỏ hạt đậu tương. Kết quả nhận được,
tổng tỉ lệ trung bình của isoflavone là 2887μg/g trong phôi, 575μg/g trong hạt, 325μg/g
trong lá mầm, 33μg/g trong vỏ hạt. Các nhà khoa học cũng đã phân tách được 12 đồng
phân isoflavone bằng phương pháp sắc kí HPLC - PDA [19]. Cấu trúc cơ bản của
isoflavone gồm 2 vòng bezen: A và B nối với một dị vòng pyron [32].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




Hình 1.1. Cấu trúc hoá học của các aglucone
O
O

H OH
HO
OH
H
O
O

Daidzin
O

O
O
H OH

OH

O

HO
OH
H
O
O

Genistin
O

O

Hình 1.2. Cấu trúc hoá học của các ß-Glucoside
Phần lớn các isoflavone trong đậu tương là ở dạng glucoside như genistn, daidzin,
glycitn. Tuy nhiên, dạng isoflavone này có hoạt tnh sinh học thấp hơn so với dạng
aglucone (genistein, daidzein, glycitein).
Ribeiro và cs đã xác định được trong đậu tương nảy mầm, isoflavone dạng aglucone
tăng lên rất nhiều do hoạt tnh của β-glucosidase nội bào của đậu tương được kích hoạt
bởi quá trình nảy mầm. Enzyme này cắt liên kết β-glucoside trong phân tử genistn,

loại đi phân tử glucose để chuyển thành genistein [24].
1.2.2. Chu trình chuyển hóa isoflavone
Isoflavone được tổng hợp từ một nhánh của con đường trao đổi chất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




phenylpropanoid (Hình 1.4). Tiền thân của con đường là một amino axit L- phenylalanine,
mà bước khởi đầu là loại bỏ đi nhóm amin để tạo ra axít cinnamic qua các enzym lyase
phenylalaninen ammonia (PAL). Trong phản ứng thứ hai và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu –
ĐHTN




thứ ba, cinnamate 4-hydroxylase (C4H) và 4 coumarate CoA ligase (4CL) chuyển đổi
thành axit cinnamic p-coumaryol CoA. Các enzym quan trọng đầu tên để tổng hợp
flavonoid là chalcone synthase (CHS) và chalcone isomerase (CHI), trong đó chuyển đổi
chalcone thành flavone và chalcone reductase (CHR) là cần thiết cho sự hình thành
daidzein và glyceollins. Sau đó, enzym isoflavone synthase (IFS) tham gia xúc tác cho con
đường sinh tổng hợp isoflavone. Đây là enzym đầu tên chuyển đổi isoflavone và các sản
phẩm isoflavone trong con đường sinh tổng hợp isoflavone [15]. Như vây , trong con
đương chu yên hoa tông hơp isoflavone, có hai enzyme quan trọng nhất và được coi như
enzym chìa khóa trong con đường sinh tổng hợp isoflavone ở cây đậu tương là
chalcone
isomerase (CHI) và isoflavone synthase (IFS) [14].

Hình 1.3. Sơ đồ một phần của con đường phenylpropanoid [21]. Các chất
trung gian và các enzym tham gia vào quá trình tổng hợp isoflavone. Mũi tên net đưt đại
diện cho nhiều bướ;cmui tên liên đại diện cho cac bước kêitêp


1.2.3. Isomerase chalcone (CHI) và gen CHI
Isomerase chalcone (CHI) là enzyme thứ hai trong con đường sản sinh flavonoid và
xúc tác chuyển đổi 1 chalcone  1 flavanone – là nguyên liệu để tạo ra flavonoid và
isoflavonoid [8]. Enzym CHI phân lập từ thực vật không thuộc cây họ đậu không thể
sử dụng isoliquiritgenin như một chất nền vì vậy CHI được phân thành hai loại chính là
loại I và loại II [16]. Loại I, CHI có thể xúc tác cho 6-hydrox-chalcone tạo thành (2S)–
flavonoid hoặc (2S)–5- desoxidaton flavonoid. Loại I, CHI đã được tm thấy trong hầu hết
các loại thực vật cả thực vật họ đậu cũng như không thuộc họ đậu có thể kể đến như lúa
mạch, Arabidopsis và lúa [6]. Loại II, CHI chủ yếu tm thấy trong cây họ đậu có thể xúc
tác cho cả 6-hydrox-chalcone và 6-deoxidation-chalcone vào (2S)-flavonoid hoặc (2S)-5desoxidaton flavonoid [9].
Kết quả nghiên cứu năm 1994, Heather và Ann H đã phân lập được hai gen CHI ký
hiệu là CHI1, CHI2 với kích thước lần lượt là 666 bp và 845 bp từ cDNA của cỏ linh
lăng (Medicago satva L.) [13]. Sau đó Grotewold và Peterson đã phân lập được gen CHI từ
cây ngô và thấy rằng các gen mã hóa một sản phẩm ZmCHI1 có trọng lượng phân tử là
24,3 kDa. Gen CHI1 ngô này có cấu trúc phân đoan va gôm 4 exon [11]. Năm 2003,
Norimoto và cs đã phân lập được 3 gen: CHI1, CHI2 và CHI3 từ cDNA của cây Lotus
japonicus và công bố trên GenBank; gen CHI1 mang mã số AB054801, chiều dài 681
bp, mã hóa cho chuỗi polypeptde 226 amino acid (24,4 kDa); gen CHI2 mang mã
số AB054802, chiều dài 666 bp, mã hóa cho chuỗi polypeptde 221 amino acid (23,9
kDa) và CHI3 với mã số AB073787, chiều dài 678 bp, mã hóa cho 225 amino acid (24,2
kDa) [20]. Năm 2005, Ralston đã phân lập gen CHI1A từ mRNA cây đậu tương và
thấy gen có chiều dài 1157 bp, mã hóa cho 128 amino acid [22]. Đến năm 2010,
Soderlund cun
̃ g đã phân lập được 1 gen CHI1 từ mRNA của cây ngô với chiều dài

1080 bp [27]. Terai và cs đã nghiên cứu phân lập được gen CHI từ cDNA của cây sắn dây
Pueraria lobata với kích thước gen


là 675 bp mã hóa một polypeptde 225 amino acid, trọng lượng phân tử 23,8kDa. Gen CHI
(cDNA) đã được gắn vào vector biểu hiện pET-3d và biểu thành công trong Escherichia coli
[28]. Gen CHI cũng được phân lập từ mRNA lá cây nho (Vits vinifera L.) bởi tác giả Gutha
và cs, kích thước cua gen la 979 bp, mã hóa cho 234 amino acid [12]. Năm 2015,
Dastmalchi và cs đã chỉ ra rằng CHI được xếp vào 4 phân họ dựa trên các trình tự
tương đồng và các cơ chất đặc hiệu vơi enzyme CHI thuôc họ CHI [8].