KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ THAY ĐỔI HÀM LƯỢNG DINH DƯỠNG TRONG QUÁ TRÌNH NẢY MẦM CỦA HẠT NGÔ TÍM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA
----------

TRẦN HOÀNG NAM

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ THAY ĐỔI HÀM
LƯỢNG DINH DƯỠNG TRONG QUÁ TRÌNH NẢY MẦM
CỦA HẠT NGÔ TÍM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: HÓA DƯỢC

Cần Thơ, 2016


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA
----------

TRẦN HOÀNG NAM

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ THAY ĐỔI HÀM
LƯỢNG DINH DƯỠNG TRONG QUÁ TRÌNH NẢY MẦM
CỦA HẠT NGÔ TÍM

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: HÓA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: HÓA DƯỢC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS. NHAN MINH TRÍ

Cần Thơ, 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------Năm học 2016-2017
Đề tài: “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng dinh
dưỡng trong quá trình nảy mầm của hạt ngô tím”
LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên: Trần Hoàng Nam

MSSV: B1303946

Lớp: Hóa Dược 1 K39
Tôi xin cam đoan đã chỉnh sửa hoàn chỉnh luận văn theo yêu cầu của Hội đồng
chấm luận văn.
Cần thơ, ngày tháng năm 2017

Trần Hoàng Nam
Luận văn tốt nghiệp đại học
Chuyên ngành: Hóa dược
Hiệu trưởng:……………………………………..
Trưởng Khoa:……………………………………
Trưởng chuyên ngành
Cán bộ hướng dẫn

TS. Nhan Minh Trí
i


Trường Đại Học Cần Thơ

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Khoa Khoa Học Tự Nhiên

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc


Bộ Môn Hóa Học

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
1. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nhan Minh Trí
2. Đề tài: “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng dinh
dưỡng trong quá trình nảy mầm của hạt ngô tím”
3. Sinh viên thực hiện: Trần Hoàng Nam
Lớp: Hóa Dược 1

MSSV: B1303946
Khóa: 39

4. Nội dung nhận xét:
a) Nhận xét về hình thức của LVTN:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
➢Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
➢Những vấn đề còn hạn chế:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính
do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
d) Kết luận, đề nghị và điểm:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2017
Cán bộ hướng dẫn

TS. Nhan Minh Trí
ii


Trường Đại Học Cần Thơ

Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam

Khoa Khoa Học Tự Nhiên

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc


Bộ Môn Hóa Học

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
1. Cán bộ phản biện: ……………………………………………………………….
2. Đề tài: “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng dinh
dưỡng trong quá trình nảy mầm của hạt ngô tím”
3. Sinh viên thực hiện: Trần Hoàng Nam
Lớp: Hóa Dược 1

MSSV: B1303946
Khóa: 39

4. Nội dung nhận xét:
a) Nhận xét về hình thức của LVTN:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):
➢Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
➢Những vấn đề còn hạn chế:
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính
do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):
..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
d) Kết luận, đề nghị và điểm:

..............................................................................................................................
..............................................................................................................................
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2017
Cán bộ phản biện

iii


LỜI CÁM ƠN


Trong suốt bốn năm học tập tại trường, em đã học được nhiều kiến thức bổ ích,
được truyền đạt và định hướng để vững bước trên con đường mình đã chọn. Luận
văn tốt nghiệp là cơ hội để chúng em luyện tập một phương pháp làm việc nghiêm
túc, hiệu quả. Trong suốt quá trình làm luận văn, em đã nhận được sự giúp đỡ chân
tình từ người thân, thầy cô, bạn bè.
Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, em xin chân thành cám ơn thầy cố vấn học
tập Phạm Vũ Nhật cũng như các thầy, cô trong bộ môn Hóa Học, khoa Khoa học
Tự nhiên đã hết lòng dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho chúng em.
Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất đến thầy Nhan Minh Trí, là người
đã trực tiếp, hết lòng giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn.
Xin cám ơn các anh, chị, các bạn trong lớp cũng như các thầy cô trong phòng thí
nghiệm đã cùng đồng hành, chia sẻ và động viên em trong những ngày làm luận
văn.
Cuối cùng, con xin nói lời cám ơn sâu sắc đến gia đình, là những người luôn động
viên, ủng hộ, là chỗ dựa vật chất và tinh thần cho con trong những năm qua.
Dù đã cố gắng nhưng vì kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế, nên luận văn có thể
còn nhiều sai sót. Mong quí thầy cô và các bạn góp ý để em có thể hoàn thiện luận
văn tốt hơn.
Một lần nữa, em xin chân thành cám ơn.

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2017

Trần Hoàng Nam

iv


LỜI CAM ĐOAN


Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của
tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng
cấp nào khác.
Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2017

Trần Hoàng Nam

v


TÓM TẮT


Ngô là loại cây lương thực được trồng và sử dụng phổ biến ở nước ta. Bên cạnh là
nguồn thực phẩm giàu chất dinh dưỡng thì ngô còn là nguồn nguyên liệu để chế
biến các sản phẩm như: bột ngô, tinh bột ngô, dầu ngô, bỏng ngô,… Có giá trị kinh
tế cao. Trong đó, ngô tím là giống có giá trị dinh dưỡng cao do chứa nhiều
anthocyanin và các hợp chất phenolic nên có nhiều công dụng trong việc ngăn ngừa
các bệnh phổ biến như cao huyết áp, tim mạch, tiểu đường, … Do ngô tím là giống
mới được du nhập vào nước ta nên việc khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay

đổi hàm lượng dinh dưỡng trong quá trình nảy mầm là rất cần thiết. Chính vì vậy
mà đề tài “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi hàm lượng dinh
dưỡng trong quá trình nảy mầm của hạt ngô tím” được thực hiện trên cơ sở
khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm (6, 12, 18, 24 giờ), nhiệt độ ủ (28, 35, 40,
45oC) và thời gian ủ (1, 2, 3, 4 ngày) đến sự thay đổi hàm lượng dinh dưỡng trong
quá trình nảy mầm của hạt ngô tím.
Kết quả thực nghiệm cho thấy, hàm lượng dinh dưỡng của hạt ngô tím tốt nhất khi
hạt được ngâm trong 18 giờ ở nhiệt độ 28oC và được ủ trong vòng 4 ngày cho các
giá trị về hàm lượng polyphenol tổng số (96,96 mg/100g CBK), anthocyanin tổng
số (17,89 mg/100g CBK) và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH (97,97%) cao nhất.

vi


MỤC LỤC
TÓM TẮT .............................................................................................................. vi
MỤC LỤC .............................................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG .............................................................................................. x
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................. xii
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU .................................................................................... 1
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ............................................................................. 2
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................................ 3
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÔ (ZEA MAYS L .) ....................................... 3
2.1.1 Nguồn gốc, phân loại, sự phân bố và tình hình phát triển ............................ 3
2.1.2 Cấu tạo hạt ngô .............................................................................................. 4
2.1.3 Thành phần dinh dưỡng của ngô ................................................................... 5
2.1.4 Giới thiệu về ngô tím .................................................................................... 7
2.2 SỰ NẢY MẦM CỦA HẠT ............................................................................. 7

2.2.1 Khái niệm về sự nảy mầm ............................................................................. 7
2.2.2 Quá trình nảy mầm của ngô .......................................................................... 7
2.2.3 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm ........................................................... 8
2.2.4 Những biến đổi trong quá trình nảy mầm ..................................................... 9
2.2.4.1 Quá trình biến dưỡng trong hạt nảy mầm ................................................. 9
2.2.4.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxy hóa ........................................ 12
2.2.5 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm ......................................... 12
2.2.5.1 Sự hấp thu nước ......................................................................................... 12
2.2.5.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ............................................................................. 12
2.2.5.3 Ảnh hưởng của oxy ..................................................................................... 12
2.3 TỔNG QUAN VỀ POLYPHENOL ................................................................ 13
2.3.1 Giới thiệu về polyphenol ............................................................................... 13
2.3.2 Cấu trúc và vai trò của các polyphenol ......................................................... 13
2.3.3 Phân loại polyphenol ..................................................................................... 14
vii


2.3.3.1 Acid phenolic .............................................................................................. 14
2.3.3.2 Lignan ......................................................................................................... 15
2.3.3.3 Stilbene ....................................................................................................... 15
2.3.3.4 Flavonoid ................................................................................................... 16
2.3.4 Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol ................................ 19
2.4 TỔNG QUAN VỀ ANTHOCYANIN ............................................................. 19
2.4.1 Cấu trúc của các anthocyanin ........................................................................ 20
2.4.2 Tính chất của Anthocyanin ........................................................................... 21
2.4.3 Vai trò của anthocyanin ................................................................................ 22
2.4.4 Sự phân bố anthocyanin trong thực vật ......................................................... 22
2.5 KHÁI NIỆM GỐC TỰ DO VÀ CHẤT KHÁNG OXY HÓA ........................ 23
2.5.1 Giới thiệu về gốc tự do .................................................................................. 23
2.5.2 Chất kháng oxy hóa ....................................................................................... 23

2.5.3 Nguyên tắc hoạt động gốc tự do DPPH ........................................................ 24
2.5.4 Phương pháp thử hoạt tính ức chế gốc tự do DPPH ..................................... 24
2.6 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ POLYPHENOL VÀ ANTHOCYANIN TRONG
NGÔ TÍM ............................................................................................................... 26
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 27
3.1 PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ...................................................................... 27
3.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện luận văn ..................................................... 27
3.1.2 Nguyên liệu và hóa chất sử dụng .................................................................. 27
3.1.3 Dụng cụ và thiết bị ........................................................................................ 27
3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ..................................................................... 28
3.2.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu .............................................................. 28
3.2.2 Phương pháp xử lý kết quả ............................................................................ 28
3.2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát .................................................................. 28
3.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .................................................................................... 29
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát thời gian ngâm ảnh hưởng đến độ ẩm, hàm lượng
anthocyanin tổng số, hàm lượng polyphenol tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa
DPPH trong quá trình nảy mầm của hạt ngô tím ................................................... 29
viii


3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến độ ẩm,
hàm lượng anthocyanin tổng số, hàm lượng polyphenol tổng số và hoạt tính kháng
oxy hóa DPPH trong quá trình nảy mầm của hạt ngô tím ..................................... 31
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 33
4.1 Đường chuẩn acid gallic ................................................................................... 33
4.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ ẩm, hàm lượng polyphenol,
hàm lượng anthocyanin tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH trong quá trình
nảy mầm của hạt giống ngô tím ............................................................................. 34
4.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến độ ẩm, hàm lượng
polyphenol, hàm lượng anthocyanin tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH

trong quá trình nảy mầm của hạt giống ngô tím .................................................... 39
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................... 49
5.1 Kết luận ............................................................................................................ 49
5.2 Kiến nghị .......................................................................................................... 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 50
PHỤ LỤC ............................................................................................................... 54
PHỤ LỤC A: CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ............................................. 54
PHỤ LỤC B: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ .............................................. 59

ix


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Diện tích trồng ngô theo khu cực địa lý nước ta .................................... 4
Bảng 2.2 Thành phần của các bộ phận của hạt ngô ............................................... 5
Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng của ngô nếp tươi trong 100g phần ăn được .....
................................................................................................................................. 6
Bảng 2.4 Hàm lượng anthocyanin (mg/100g trọng lượng khô) được lựa chọn được
phổ biến trong các loại thực vật ăn được ............................................................... 22
Bảng 3.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ........................................................ 28
Bảng 4.1 Kết quả quá trình ngâm hạt ngô tím trong nước ở nhiệt độ phòng ........ 34
Bảng 4.2 Hệ số tương quan (r) giữa các chỉ tiêu theo dõi trong thí nghiệm khảo sát
thời gian ngâm ........................................................................................................ 39
Bảng 4.3 Trung bình bình phương độ ẩm, hàm lượng polyphenol, anthocyanin tổng
số và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH ..................................................................... 41
Bảng 4.4 Phần trăm ảnh hưởng độ ẩm, hàm lượng polyphenol, anthocyanin tổng số
và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH ......................................................................... 42
Bảng 4.5 Trung bình độ ẩm, hàm lượng polyphenol, anthocyanin tổng số và hoạt
tính kháng oxy hóa DPPH ở các mức nhiệt độ ủ khác nhau .................................. 42
Bảng 4.6 Trung bình độ ẩm, hàm lượng polyphenol, anthocyanin tổng số và hoạt

tính kháng oxy hóa DPPH ở các mức thời gian ủ khác nhau ................................ 43
Bảng 4.7 Hệ số tương quan (r) giữa các chỉ tiêu theo dõi trong thí nghiệm khảo sát
nhiệt độ ủ và thời gian ủ ......................................................................................... 48

x


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1 Một số loại ngô ........................................................................................ 3
Hình 2.2 Cấu tạo của hạt ngô ................................................................................. 4
Hình 2.3 Cây ngô thời kỳ nảy mầm ....................................................................... 8
Hình 2.4 Một số acid phenolic, lignan và stilbene phổ biến .................................. 15
Hình 2.5 Khung cấu trúc cơ bản của flavonoid và cấu trúc vòng C của một số loại
flavonoid ................................................................................................................. 16
Hình 2.6 Một số cấu trúc flavonoid thể hiện khả năng kháng oxi hóa .................. 17
Hình 2.7 Cấu trúc cơ bản của anthocyanidin ......................................................... 18
Hình 2.8 Một số anthocyanidin phổ biến ............................................................... 19
Hình 2.9 Sự thay đổi cấu trúc và màu sắc anthocyanin theo pH ........................... 21
Hình 2.10 Phản ứng trung hòa gốc DPPH ............................................................. 25
Hình 3.1 Hạt ngô tím trong quá trình ngâm và làm ráo nước ................................ 30
Hình 4.1 Đường chuẩn acid gallic ......................................................................... 33
Hình 4.2 Hạt ngô tím trong quá trình ngâm và ủ 2 ngày ....................................... 34
Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn sự hút ẩm của giống ngô tím sau quá trình ngâm ........ 35
Hình 4.4 Hàm lượng polyphenol tổng số (mg/100g) theo thời gian ngâm ............ 36
Hình 4.5 Hàm lượng anthocyanin tổng số (mg/100g) theo thời gian ngâm .......... 37
Hình 4.6 Hoạt tính kháng oxy hóa DPPH (%) theo thời gian ngâm ...................... 38
Hình 4.7 Hạt ngô tím trong quá trình ủ ở nhiệt độ 28oC ........................................ 39
Hình 4.8 Hạt ngô tím trong quá trình ủ ở nhiệt độ 35oC ........................................ 40
Hình 4.9 Hạt ngô tím trong quá trình ủ ở nhiệt độ 40oC ........................................ 40
Hình 4.10 Hạt ngô tím trong quá trình ủ ở nhiệt độ 45oC ...................................... 41

Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn sự hút ẩm của giống ngô tím sau quá trình ủ ở các mức
nhiệt độ và thời gian ủ khác nhau .......................................................................... 44
Hình 4.12 Hàm lượng polyphenol tổng số (mg/100g) trong quá trình ủ ở các mức
nhiệt độ và thời gian ủ khác nhau .......................................................................... 45
Hình 4.13 Hàm lượng anthocyanin tổng số (mg/100g) trong quá trình ủ ở các mức
nhiệt độ và thời gian ủ khác nhau .......................................................................... 46
Hình 4.14 Hoạt tính kháng oxy hóa DPPH (%) trong quá trình ủ ở các mức nhiệt độ
và thời gian ủ khác nhau ........................................................................................ 47
xi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ADN

Acid deoxyribonucleic

CBK

Căn bản khô

DPPH

1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl

GABA

gamma-aminobutyric acid

ROS
TPC

Reaction oxygen species
Hàm lượng polyphenol tổng số

TAC

Hàm lượng anthocyanin tổng số

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

xii


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, xã hội phát triển cuộc sống con người được nâng cao, mọi người bắt đầu
quan tâm nhiều hơn về sức khỏe và nhất là về chất lượng của những bữa ăn hằng
ngày. Và những loại cây lương thực được người dân chú trọng như lúa gạo, ngô,
khoai,… Trong đó ngô là loại cây lương thực được quan tâm nhiều nhất sau lúa
gạo. Trên thế giới ngô có rất nhiều loại khác nhau như ngô nếp, ngô ngọt, ngô nếp
tím lai, ngô tím,… Trong đó ngô tím đang là loại ngô được quan tâm nhiều nhất do
có hàm lượng dinh dưỡng cao và nhất là có chứa chất màu anthocyanin, một chất
có các hoạt tính sinh học tốt cho sức khỏe đã chứng minh được các tính chất như
phòng ngừa béo phì (Tsuda et al., 2003) và đái tháo đường (Kang el al., 2013),
chống oxy hóa, chống ung thư, phòng tránh các bệnh tim mạch (Toufektsian et al.,
2008) và ức chế sự hình thành ung thư vú và tuyến tiền liệt (Long et al., 2013 trong
các nghiên cứu trên động vật. Hơn nữa, ngô tím chứa các hợp chất phenolic không
phải là anthocyanin cũng cho thấy tác dụng thúc đẩy sức khoẻ (Pedreschi và

Cisneros-Zevallos, 2007), mặc dù thông tin còn hạn chế về các hợp chất phenolic
trong ngô tím. Vì vậy, trong những năm qua, nhiều nỗ lực khoa học đã được tập
trung vào việc tăng cường các hợp chất phenolic, chủ yếu là anthocyanin trong rau
màu. Sự nảy mầm là một công nghệ không tốn kém để tăng chất lượng dinh dưỡng
và các hợp chất hoạt tính sinh học của ngũ cốc (Singh et al., 2015). Trong quá trình
nảy mầm, các enzyme hạt nội sinh được kích hoạt, và một số hợp chất dự trữ như
protein lưu trữ và carbohydrate được thủy phân thành các phân tử nhỏ, trong khi
các thành phần tế bào mới và các hợp chất phytochemical được tổng hợp (Wu et
al., 2013).
Nảy mầm là hiện tượng sinh lý, hạt chuyển từ trạng thái ngủ sang trạng thái sinh
trưởng và phát triển. Đây là một giai đoạn quan trọng trong quá trình phát triển của
cây. Quá trình này xảy ra dưới tác động đồng thời của các yếu tố ngoại cảnh (nhiệt
độ, độ ẩm, ánh sáng,…). Thực chất hiện tượng này là những biến đổi sinh hóa vô
cùng phức tạp diễn ra trong hạt. Quá trình nảy mầm gồm hai mặt trái ngược nhau
nhưng liên quan mật thiết với nhau đó là sự phân giải các chất dự trữ trong hạt
(glucid, tinh bột, protein, lipid) và sự sinh tổng hợp các chất có hoạt tính sinh học,
các chất cần thiết cho sự phát triển và sinh trưởng của cây. Kết quả là hạt nảy mầm
có thành phần hóa học khác so với hạt đó ở thời kỳ ngủ (Canella, 1982). Nhiều hợp
chất mới được tạo thành như các loại oligosaccharide, các amino acid, các acid béo,
các loại vitamin và các nucleic acid.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy sự nảy mầm làm tăng hàm lượng gammaAminobutyric acid (GABA) (Chung et al., 2009), một hợp chất mà cung cấp các lợi
ích cho sức khoẻ bằng cách điều chỉnh huyết áp (Diana et al., 2014) và các hợp
chất phenolic (Chen et al., 2016) trong ngũ cốc. Tuy nhiên, mức độ thay đổi hợp
1


chất phytochemical trong suốt quá trình nảy mầm của các hạt ngũ cốc sẽ phụ thuộc
vào điều kiện nảy mầm. Có rất ít thông tin về ảnh hưởng của điều kiện nảy mầm
đến hàm lượng phytochemical và hoạt tính kháng oxy hoá của ngô tím. Vì vậy,
mục tiêu của nghiên cứu này là xác định các điều kiện nảy mầm tối ưu để ngô tím

có hàm lượng polyphenol, anthocyanin và hoạt tính kháng oxy hoá cao nhất.
Màu tím của ngô thu được bằng cách trích ly từ hạt ngô tím được xác định chủ yếu
là chất cyanidin 3-glucoside ngoài ra còn có cyanidin galactoside và pelargonidin
glucoside (J. Baraud, 1964). Gần đây, còn xác định cyanidin 3-glucoside, peonidin
3-glucoside và các dẫn xuất của nó trong lá và hoa của ngô tím (T. Fossen, 2001).
1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: tìm ra được các thông số tối ưu cho quá trình ngâm
và quá trình ủ để ngô mầm chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng (polyphenol,
anthocyanin tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH) cao nhất.
Để thực hiện mục tiêu trên nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ ẩm, hàm lượng polyphenol,
hàm lượng anthocyanin tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH trong quá trình
nảy mầm của hạt giống ngô tím ở nhiệt độ phòng.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ ủ và thời gian ủ đến độ ẩm, hàm lượng
polyphenol, hàm lượng anthocyanin tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa DPPH của
hạt giống ngô tím trong thời gian ngâm tối ưu ở thí nghiệm 1.

2


CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NGÔ (Zea mays L.)
2.1.1 Nguồn gốc, phân loại, sự phân bố và tình hình phát triển
Ngô, bắp hay bẹ có tên khoa học là
Zea mays L là loại cây thuộc họ
hòa thảo.
Bộ: Poales
Họ: Poaceae
Chi: Zea
Loài: Z. mays

Hình 2.1 Một số loại ngô
Ngô là một trong ba loại ngũ cốc quan trọng nhất trên thế giới (lúa mì, lúa gạo,
ngô), được trồng với số lượng ngày càng tăng để đáp ứng nhu cầu lương thực toàn
cầu. Là một loại cây lương thực bắt nguồn từ Trung Mỹ sau đó lan truyền ra khắp
châu Mỹ và trên thế giới vào cuối thế kỷ XV đầu thế kỷ XVI. Cùng với khoai mì,
lúa, ngô là một trong những cây trồng chính cho ngành công nghiệp thức ăn chăn
nuôi phát triển. Các giống ngô lai ghép được ưa chuộng hơn so với các giống thông
thường do có năng suất cao vì có ưu thế lai.
Ở các nước thuộc Trung Mỹ, Nam Á và Châu Phi, ngô là lương thực chính, không
những thế, ngô còn là cây cung cấp thức ăn chăn nuôi quan trọng nhất hiện nay:
70% chất tinh trong thức ăn tổng hợp của gia súc là từ ngô (Ngô Hữu Tình, 2003).
Ngô không chỉ cung cấp lương thực cho con người, phát triển chăn nuôi, ngô còn là
nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến trên toàn thế giới.
Có nhiều cách để người ta phân loại ngô, một trong các cách đó là dựa vào cấu trúc
nội nhũ của hạt và hình thái bên ngoài của hạt. Ngô được phân thành các loài phụ:
ngô đá rắn, ngô răng ngựa, ngô nếp, ngô đường, ngô nổ, ngô bột, ngô nửa răng
ngựa. Từ các loài phụ dựa vào màu hạt và màu lõi ngô được phân chia thành các
thứ. Ngoài ra ngô còn được phân loại theo sinh thái học, nông học, thời gian sinh
trưởng và thương phẩm (Phan Thị Lan Khanh, 2010).
Ở Việt Nam ngô là cây lương thực có diện tích thu hoạch lớn thứ hai sau lúa. Tuy
nhiên, cây ngô chỉ được trồng ở những vùng đất mà những loại cây trồng khác có
giá trị kinh tế cao hơn không phát triển được như khu vực miền núi đất đai cằn cỗi,
nghèo dinh dưỡng hay những vùng đất khô hạn, thiếu nước tưới tiêu hoặc trồng xen
canh với những cây trồng giá trị cao khác. Do chỉ được trồng trong những điều kiện
không thuận lợi như vậy mà cây ngô thường không đạt được năng suất cao.
3


Bảng 2.1 Diện tích trồng ngô theo khu cực địa lý nước ta (đơn vị nghìn ha) (nguồn:
tổng cục thống kê Việt Nam)

2011

2012

2013

2014

1.121,3

1.156,6

1.172,5

1.177,5

Đồng bằng sông Hồng

96,0

86,4

88,3

88,7

Trung du và miền núi Bắc Bộ

465,7

502,0

504,5

514,7

Bắc Trung Bộ

207,6

121,4

206,0

207,9

Tây Nguyên

232,6

246,9

251,7

248,2

Đông Nam Bộ

78,7

79,3

79,8

80,0

Đồng bằng sông Cửu Long

40,7

39,6

40,1

38,0

Cả nước

2.1.2 Cấu tạo hạt ngô

Hình 2.2 Cấu tạo của hạt ngô
Hạt ngô thuộc loại quả dĩnh gồm 4 bộ phân chính: vỏ hạt, lớp alơron, phôi và nội
nhũ. Phía dưới hạt có gốc hạt gắn liền với lõi ngô.
Vỏ hạt bao bọc xung quanh hạt là một màng nhẵn, màu trắng, đỏ hoặc vàng tùy
theo giống.
Lớp alơron nằm sau tầng vỏ bao bọc lấy phôi nhũ và phôi.
Phôi nhũ là bộ phận chính của hạt chủ yếu chứa tinh bột và các chất có giá trị dinh
dưỡng cao như protein, lipid, vitamin, khoáng và enzyme để nuôi phôi phát triển.
Tinh bột trong phôi nhũ chia thành tinh bột mềm (tinh bột), tinh bột cứng (tinh bột
sừng hay tinh bột pha lê).

4


Phôi gồm có ngù (phần ngăn cách giữa phôi nhũ và phôi), phần chính của phôi
gồm: lá mầm, trụ dưới lá mầm, rễ mầm và chồi mầm. Trong 4 thành phần này, lá
mầm thường phát triển rõ rệt. Phôi ngô lớn chiếm khoảng 8 – 15% trọng lượng hạt,
bao quanh phôi còn có lớp tế bào xốp giúp cho việc vận chuyển hơi nước từ ngoài
vào trong hạt và ngược lại được nhanh chóng (nguồn: tiennong.vn)
Các hạt ngô có kích thước cỡ hạt đậu Hà Lan và bám chặt thành các hàng tương đối
đều xung quanh một lõi trắng để tạo ra ngô. Mỗi ngô dài khoảng 10-25 cm, chứa
khoảng 200-400 hạt. Các hạt có màu như đỏ, trắng, vàng và tím.
Bảng 2.2 Thành phần của các bộ phận của hạt ngô
Các phần của hạt

Chất đạm (%)

Chất béo (%)

Tro (%)

Tinh bột (%)

Vỏ hạt

3,21

1,17

4,12

8,36

Tầng alơron

16,67

12,21

9,56

7,15

Phôi nhũ

59,98

3,59

11,77

79,52

Phôi

20,14

82,43

74,55

9,97

100

100

100

100

Tổng số

2.1.3 Thành phần dinh dưỡng của ngô
Protein: Ngô có trung bình 10,6% protein, protein chính của ngô là zein, một loại
prolamin gần như không có lysin và tryptophan.
Lipid: Trong hạt ngô toàn phần từ 4-5 %, phần lớn tập trung ở mầm. Trong lipid
của ngô có 50 % là linoleic acid, 31 % là oleic acid, 13 % là panmitic acid và 3% là
stearic acid.
Glucid: Trong ngô khoảng 69% chủ yếu là tinh bột, ở hạt ngô non có thêm một số
đường đơn và đường kép.
Vitamin: Tập trung ở lớp ngoài hạt ngô và ở mầm. Ngô cũng có nhiều vitamin B1.
Vitamin PP hơi thấp cộng với thiếu tryptophan một acid aminco1 thế tạo vitamin
PP. Vì vậy nếu ăn ngô đơn thuần và kéo dài sẽ mắc bệnh Pellagre. Riêng ngô vàng
có chứa nhiều caroten (tiền vitamin A).
Khoáng chất: Ngô ít canxi, giàu phospho (Phan Thị Lan Khanh, 2014).

5


Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng của ngô nếp tươi trong 100g phần ăn được

(nguồn: fao.org)
Thành phần dinh dưỡng

Đơn vị

Hàm lượng

kcal

196

Nước

g

52

Protein

g

4,1

Glucid (Carbohydrate)

g

39,6

Lipid (Fat)

g

2,3

Cellulose (Fiber)

g

1,2

Tro (Ash)

g

0,8

Đường tổng số

g

1,7

Calci (Ca)

mg

4

Kali (K)

mg

306

Phospho (P)

mg

170

Magie (Mg)

mg

39

Sắt (Fe)

mg

0,6

Kẽm (Zn)

mg

1,4

Mangan (Mn)

mg

0,35

Đồng (Cu)

μg

240

Vitamin B1 (Thiamine)

mg

0,15

Vitamin B2 (Riboflavin)

mg

0,08

Vitamin PP (Niacin)

mg

1,8

Vitamin B5 (Pantothenic acid)

mg

0,54

Vitamin B6 (Pyridoxine)

mg

0,16

Vitamin C (Ascorbic acid)

mg

12

Vitamin E (Alpha-tocopherol)

mg

0,8

Folate

μg

33

Năng lượng

6


2.1.4 Giới thiệu về ngô tím
Ngô tím từ lâu được người dân ở dãy Andes (Peru) chiết xuất lấy màu thực phẩm
và làm đồ uống. Khác với giống ngô thuần hạt tím, loại ngô tím nếp dẻo hiện trồng
ở Việt Nam là giống ngô lai, gồm hai màu tím trắng xen lẫn, có xuất xứ từ Thái
Lan, được lai tạo giống nhằm cải thiện năng suất và phù hợp nhiều loại đất trồng.
Có cùng đặc điểm với dòng ngô nếp dẻo, thơm, ngọt, ngô tím có thành phần và giá
trị dinh dưỡng cao: chứa nhiều beta caroten, vitamin A, vitamin B (thiamin,
riboflavin, niacin), vitamin C, hợp chất phenolic và nhiều khoáng vi lượng như Ca,
P, Fe, Na, K, protein, chất xơ, dầu, đường. Bên cạnh đó, màu tím hạt ngô được quy
định bởi sắc tố anthocyanin rất có ích cho sức khỏe. Anthocyanin từ lâu được biết
như một hợp chất kháng khuẩn và nấm gây bệnh như Salmonella enteritidis,
Staphylococcus aureus, Candida albicans. Ngoài ra còn có tác dụng vượt trội hơn
cả vitamin E trong việc chống lão hóa, ngăn ngừa béo phì và tiểu đường.
Anthocyanin trong hạt ngô có tác dụng ngăn ngừa ung thư hiệu quả nhờ chức năng
chống oxy hóa, bảo vệ các gốc tự do, làm các tế bào đã bị hại không tiếp tục phát
triển thêm nữa. Anthocyanin trong hạt ngô tím chủ yếu là Cyanidin 3-O-Beta-D
glucose (Nakatani, 1979). Hàm lượng anthocyanin trong ngô tím cao gấp 5 lần
trong bắp cải tím, gấp 10-100 lần so với các loài nho, 30 lần so với các loại đậu
đen, cao gấp 20 lần cà tím hay 30 lần hành tím (nguồn: tuoitre.vn).
2.2 SỰ NẢY MẦM CỦA HẠT
2.2.1 Khái niệm về sự nảy mầm
Nảy mầm là sự phát triển của phôi trong hạt. Đây là một quá trình bao gồm sự kết
hợp những khả năng có thể xảy ra để bắt đầu sự hấp thu nước của hạt ngô khô và
không hoạt động. Kết thúc quá trình này là sự phát triển của phôi và sự hình thành
rễ mầm xuyên qua cấu trúc của hạt xung quanh phôi và tiếp theo là sự phát triển
thành cây con (Bewley và Black, 1994).

Quá trình nảy mầm của hạt phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài và bên trong. Thời
gian mà hạt giống có thể sống sót rất khác nhau, phụ thuộc vào điều kiền tồn trữ và
loại giống (Mayer and Poliakoff-Mayber, 1975). Để hạt ngô có thể nảy mầm nó
phải được đặt trong môi trường thuận lợi như: cung cấp đầy đủ nước, nhiệt độ thích
hợp, thành phần không khí trong khí quyển, ánh sáng…
2.2.2 Quá trình nảy mầm của ngô
Giai đoạn này có đặc điểm là phụ thuộc vào lượng các chất dự trữ trong hạt. Trước
khi nảy mầm hạt hút nước và trương lên do vậy nước luôn có sẵn cho hạt hấp thu.
Ở giai đoạn này bên trong hạt quá trình oxy hóa các chất dự trưc diễn ra mạnh qua
quá trình sinh hóa phức tạp, những chất hữu cơ phức tạo sẽ chuyển thành các chất
đơn giản dễ hòa tan. Quá trình này xảy ra nhờ hoạt động của các loại men với điều
kiện có đủ ẩm, nhiệt độ và thoáng khí. Theo sau quá trình hút nước là sự nảy mầm
7


và sinh trưởng cây con. Ngay sau khi nẩy mầm, một sự thay đổi quan trọng xảy ra
khi cây ngừng phụ thuộc vào lượng dinh dưỡng dự trữ trong hạt. Trong giai đoạn
này rễ phát triển hơn lá trên mặt đất.

Hình 2.3 Cây ngô thời kỳ nảy mầm (nguồn: tiennong.vn)
Yêu cầu ngoại cảnh chủ yếu ở giai đoạn này là nước, nhiệt độ và không khí.
Nước: lượng nước cần thiết cho hạt ngô nảy mầm tương đối thấp (khoảng 45%
trọng lượng khô tuyệt đối của hạt). Để đảm bảo đủ nước cho hạt nảy mầm, độ ẩm
đất thích hợp trong khoảng 60-70% độ ẩm tương đối. Để đảm bảo độ ẩm cho hạt
ngô, khi gieo hạt cần làm đất giữ ẩm khi thời tiết khô hạn và chú ý tiêu nước vào
mùa mưa ở các vùng đất thấp.
Nhiệt độ: ngô nảy mầm thích hợp ở nhiệt độ 25 – 30oC, tối thấp 10 – 12oC, tối đa
40 – 45oC. Nếu nhiệt độ quá cao hay quá thấp đều ảnh hưởng xấu đến sự phát triển
của mầm.
Không khí: lúc hạt nảy mầm tiếp tục cho đến khi ngô được 3 lá hạt hô hấp mạnh

nên đất gieo hạt cần phải thoáng. Do vậy cần có biện pháp làm đất thích hợp làm
cho đất thoáng (độ thoáng của đất có quan hệ tỷ lệ nghịch với độ ẩm đất).
2.2.3 Các giai đoạn của quá trình nảy mầm
Trong quá trình nảy mầm của hạt, các enzyme như amylase, protease,… hoạt động
xúc tác cho các biến đổi sinh lý, sinh hóa trong hạt như thủy phân các chất cao
phân tử như tinh bột và cellulose, protein thành những chất đơn giản hơn. Quá trình
nảy mầm xảy ra khi hạt có đầy đủ các điều kiện thích hợp về nhiệt độ và độ ẩm.
Ngâm hạt: nước từ bên ngoài khi thấm vào hạt sẽ hòa tan các chất dự trữ, hoạt hóa
enzyme xúc tác các hợp chất cao phân tử thành những chất đơn giản cung cấp cho
hoạt động tăng trưởng của phôi để hình thành cây mầm. Phôi là nơi hút nước mạnh
nhất. Tốc độ hút nước rất mạnh ở thời gian đầu do chênh lệch áp suất thẩm thấu rất
lớn giữa môi trường bên ngoài và các tế bào bên trong hạt, đồng thời các chất keo
háo nước trương nở rất mạnh, càng về sau sức hút nước càng giảm.
8


Khi hút nước trọng lượng hạt tăng cao dần dần, nhưng tại phôi của hạt mầm vẫn
chưa hình thành so với trạng thái phôi ban đầu là không thay đổi trong 12 giờ đầu
tiên sau khi hút nước, sau 24 giờ các cấu trúc của phôi đã có sự thay đổi và mầm
hạt xuất hiện sau 36 giờ. Mầm sẽ phát triển dài hơn cùng với sự phát triển của rễ
nếu tiếp tục ngâm sau 48 giờ.
Trong quá trình nảy mầm, sự hấp thụ nước xảy ra nhanh chóng do đó, trọng lượng
hạt tăng nhanh ở 12 giờ và tiếp tục tăng đều đặn 24-48 giờ. Quá trình hút nước của
hạt là để thiết lập một cơ sở cho việc tập hợp các chất chuyển hóa hòa tan trong
nước và cung cấp năng lượng liên tục cho hạt nảy mầm (nguồn: wikipedia.org).
2.2.4 Những biến đổi trong quá trình nảy mầm
2.2.4.1 Quá trình biến dưỡng trong hạt nảy mầm
Hạt nảy mầm trải qua 5 giai đoạn sau:
+ Sự hóa nước (trương nước)
+ Hình thành và hoạt hóa enzyme

+ Động viên chất dự trữ
+ Phôi bắt đầu sinh trưởng, tách vỏ hạt
+ Sinh trưởng tiếp tục của cây mầm
a) Sự trương nước của hạt
Giai đoạn 1: Nhờ lực hóa nước của các hạt keo trong hạt (sức trương), các phân tử
nước bao quanh hạt keo được hóa nước và được giữ nước với một lực lớn. Trong
khi hạt keo hút nước trương lên thì xuất hiện một áp suất. Yếu tố nhiệt độ có vai trò
quan trọng trong giai đoạn này.
Giai đoạn 2: Lực trương vẫn giữ vai trò chủ yếu, song lực thẩm thấu đang lớn dần
do các hợp chất phức tạp bị thủy phân thành các hợp chất đơn giản, dễ hòa tan.
Giai đoạn 3: Các tế bào kéo dài và bắt đầu xuất hiện không bào, lực thẩm thấu đóng
vai trò chủ yếu.
b) Giai đoạn hình thành và hoạt hóa enzyme
Trong phôi và nội nhũ của hạt ở trạng thái ngủ, enzyme thường ở dạng bất hoạt và
bị liên kết. Dưới ảnh hưởng của quá trình trương, enzyme chuyển thành dạng hoạt
tính, đồng thời có quá trình tổng hợp mới một số enzyme. Quá trình này cần có
mARN tương ứng, có 3 loại mARN là:
+ mARN tiềm sinh
+ mARN được phiên mã từ giai đoạn phát sinh phôi nhưng chưa có hoạt tính
+ mARN tạo mới
9


Thoạt đầu, sự tổng hợp protein ở các ribosome có sẵn ở phôi, sau khoảng 8 giờ từ
khi thấm nước thì ribosome mới được hình thành và gia tăng. Các enzyme cần thiết
trước hết là enzyme xúc tác quá trình phân giải carbohydrate β-amylase thường ở
dạng liên kết trong hạt khô, còn α-amylase được tổng hợp mới. Các enzyme phân
giải protide và lipid cũng được tạo mới.
Vấn đề tích lũy năng lượng:
+ Sau khi hạt hút nước thì cường độ hấp thu oxy cũng tăng lên. Cường độ quá trình

oxy hóa theo chu trình pentophosphate tăng mạnh, tích lũy ATP. Sau 4 giờ, ATP
tăng lên 20 lần, cung cấp cho các quá trình tổng hợp protein-enzyme.
+ Sau 10-12 giờ, các ty thể mới lớn và phân hóa nhanh chóng. Sau 24 giờ, ty thể
phân chia làm tăng số lượng, chức năng, quá trình oxy hóa theo chu trình Krebs
tăng cường. Đây là nguồn cung cấp năng lượng cho cây mầm.
c) Giai đoạn động viên chất dinh dưỡng và xây dựng thành phần của các cơ quan
phôi đang lớn

Các hợp chất lipid có nhiều trong nội nhũ, lá mầm và trụ phôi.

10


Trong hạt:

Nucleic acid một phần bị phân giải bởi enzyme nuclease thành các nucleotides và
được chuyển vào trụ phôi.
Các hợp chất đơn giản hơn do phân giải được chuyển vào trụ phôi. Tại đây, một
phần được dùng làm nguyên liệu hô hấp, một phần dùng để xây dựng các cấu trúc
mới của tế bào.
Các phytohormone cũng được tạo ra ở pha nảy mầm như auxin và cytokinin, còn
gibberellin được giải phóng thành dạng tự do, kích thích sự tổng hợp các enzyme
thủy phân.
Sự phân giải nucleic acid thành các base purine là tiền chất của cytokinin. Còn
tryptophan do phân giải protide là tiền chất của auxin.
d) Sự phân giải của phôi
Phôi được tạo thành từ hợp tử. Trong nhiều loại hạt, phôi ở dạng ngủ đã có lá mầm
và trụ dưới lá mầm. Tế bào của phôi đã có sự phân hóa thành biểu bì, bó mạch và
các tế bào dự trữ. Mầm cành ở giữa hai lá mầm và mầm rễ ở đầu gốc của trụ dưới
lá mầm còn bé và nằm yên lặng trong hạt cho đến khi nảy mầm.

Khi nảy mầm, phôi sinh trưởng, các tế bào rễ nhú ra trước tiên để hút nước, chất
dinh dưỡng và cố định cây mầm. Trụ dưới lá mầm duỗi ra, sau đó mầm cành mới
sinh trưởng tạo thành cành.
Sự khởi đầu của các quá trình sinh trưởng là nhờ pha kéo dài tế bào. Trong tế bào
bắt đầu xuất hiện không bào, nhờ đó thể thẩm thấu xuất hiện và lớn dần.
Sự sinh trưởng tiếp của cây mầm:
Căn cứ vào sự sinh trưởng của cây mầm ở những giai đoạn đầu thì người ta phân
biệt hai kiểu sinh trưởng:
11