Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của cao chiết nước từ hoa bụp giấm (hibiscus sabdariffal) và ứng dụng trong sản xuất sữa chua kefir

tên đề tài.txt
Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của cao chiết nước từ hoa bụp giấm (Hibiscus
Sabdariffal) và ứng dụng trong sản xuất sữa chua Kefir
(Giảng Viên Hướng Dẫn: Th.S Phạm Minh Nhựt)
SV: Phạm Thị Thảo Vy
Lớp: 13DSH04
MSSV: 131100877

Page 1


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là đồ án nghiên cứu của riêng tôi được thực hiện trên cơ sở
lý thuyết, tiến hành nghiên cứu thực tiễn dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Minh
Nhựt. Các số liệu, kết quả nêu trong đồ án là trung thực và chưa từng được công bố
trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan
này.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm…..
Sinh viên

Phạm Thị Thảo Vi


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học
Công Nghệ Tp. Hồ Chí Minh, quý thầy cô giảng dạy tại Khoa Công nghệ Sinh học Thực phẩm - Môi trường cùng tất cả các thầy cô đã truyền dạy những kiến thức quý
báu cho em trong suốt những năm học vừa qua.

Qua đây em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phạm Minh Nhựt,
người đã định hướng nghiên cứu, quan tâm, tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong
suốt thời gian làm khoá luận tốt nghiệp. Bên cạnh đó em xin cảm ơn các thầy cô ở
Phòng Thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học - Thực phẩm - Môi trường cùng các anh
chị, bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đề
tài của mình.
Cuối cùng, con xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã luôn bên cạnh, động viên con
những lúc khó khăn, nản lòng trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu cũng như trong
cuộc sống.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày..... tháng ..... năm.....
Sinh viên

Phạm Thị Thảo Vi


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC
MỤC LỤC .........................................................................................................................i
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................................vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................... viii
DANH SÁCH CÁC HÌNH .............................................................................................. x
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................................ 4
1.1.

Giới thiệu về bụt giấm......................................................................................... 4

1.1.1.

Tên gọi và phân loại ............................................................................................ 4

1.1.2.

Phân loại thưc vật ................................................................................................ 4

1.1.3.

Mô tả thực vật ..................................................................................................... 4

1.1.4.

Phân bố ................................................................................................................ 5

1.1.5.

Giá trị sử dụng của cây bụt giấm ........................................................................ 5

1.1.6.

Thành phần hóa học của bụt giấm ...................................................................... 6

1.1.7.

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ......................................................... 6

1.1.7.1. Tình hình nghiên cứu trong nước........................................................................ 6
1.1.7.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới...................................................................... 7
1.2.

Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc thực vật ..... 9

1.2.1.

Khái niệm về hoạt tính kháng khuẩn .................................................................. 9

1.2.2.

Cơ chế kháng khuẩn ............................................................................................ 9

1.2.3.

Một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn từ thực vật .................................... 10

1.2.3.1. Hợp chất phenolic ............................................................................................. 11
1.2.3.2. Nhóm alkaloid ................................................................................................... 15
1.2.3.3. Nhóm terpenoid và tinh dầu .............................................................................. 16
1.3.

Tổng quan về sữa .............................................................................................. 17

1.3.1.

Giới thiệu về sữa ............................................................................................... 17

1.3.2.

Tính chất lý hóa của sữa ................................................................................... 17
i

Đồ án tốt nghiệp

1.3.2.1. Sữa là hệ phân tán cao....................................................................................... 18
1.3.2.2. Độ chua của sữa ................................................................................................ 18
1.3.2.3. Tính oxi hoá khử của sữa .................................................................................. 18
1.3.2.4. Khối lượng riêng ............................................................................................... 18
1.3.2.5. Áp suất thẩm thấu và nhiệt độ đóng băng ......................................................... 18
1.3.2.5. Tính kháng khuẩn.............................................................................................. 19
1.3.3.

Thành phần hóa học của sữa ............................................................................. 19

1.3.3.1. Đường lactose ................................................................................................... 20
1.3.3.2. Chất béo ............................................................................................................ 21
1.3.3.3. Protein ............................................................................................................... 22
1.3.3.4. Khoáng .............................................................................................................. 23
1.3.3.5. Vitamin .............................................................................................................. 23
1.3.3.6. Hormone ............................................................................................................ 23
1.3.3.7. Các hợp chất khác ............................................................................................. 24
1.4.

Kefir và quá trình lên men tạo sữa chua của hạt kefir ...................................... 24

1.4.1.

Khái niêm về sữa chua kefir ............................................................................. 24

1.4.2.

Nguồn gốc hạt kefir........................................................................................... 25

1.4.3.

Thành phần hạt giống Kefir .............................................................................. 26

1.4.3.1. Vi sinh vật trong hạt Kefir ................................................................................ 26
1.4.3.2. Chu kỳ phát triển của giống Kefir..................................................................... 27
1.4.3.3. Kefiran .............................................................................................................. 30
1.4.3.4. Một số loài vi khuẩn lactic quan trọng.............................................................. 31
1.4.3.5. Dinh dưỡng và những lợi ích về sức khoẻ của Kefir ........................................ 34
1.4.4.

Cơ sở khoa học của quá trình lên men .............................................................. 35

1.4.4.1. Lên men lactic ................................................................................................... 35
1.4.4.2. Lên men ethanol ................................................................................................ 38
1.4.5.

Các yếu tố ảnh hưởng quá trình lên men .......................................................... 39

ii


Đồ án tốt nghiệp

1.4.6.

Quy trình sản xuất sữa chua bằng hạt Kefir ...................................................... 40

1.4.6.1. Sơ đồ sản xuất sữa chua bằng hạt Kefir ............................................................ 40
1.4.6.2. Thuyết minh quy trình sản xuất sữa chua bằng hạt Kefir ................................. 41
1.4.7.

Phương pháp bảo quản và phục hồi hoạt động của hạt kefir ............................ 42

1.4.7.1. Phương pháp bảo quản hạt kefir ....................................................................... 42
1.4.7.2. Phục hồi hoạt động của hạt kefir....................................................................... 43
CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 45
2.1.

Địa điểm và thời gian ........................................................................................ 45

2.1.1.

Thời gian tiến hành thí nghiệm ......................................................................... 45

2.1.2.

Địa điểm nghiên cứu ........................................................................................ 45

2.2.

Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................... 45

2.2.1.

Nguồn mẫu ........................................................................................................ 45

2.2.2.

Môi trường ........................................................................................................ 45

2.2.3.

Vi sinh vật ......................................................................................................... 45

2.2.4.

Hóa chất ............................................................................................................ 46

2.2.5.

Dung môi ........................................................................................................... 46

2.2.6.

Thiết bị và dụng cụ............................................................................................ 46

2.2.6.1. Dụng cụ ............................................................................................................. 46
2.2.6.2. Thiết bị .............................................................................................................. 47
2.3.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 48

2.3.1.

Phương pháp thu và xử lý nguồn mẫu .............................................................. 48

2.3.2.

Phương pháp tách chiết và thu nhận cao thực vật............................................. 48

2.3.2.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 48
2.3.2.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 48
2.3.3.

Phương pháp cấy truyền vi sinh vật .................................................................. 49

2.3.3.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 49
2.3.3.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 49

iii


Đồ án tốt nghiệp

2.3.4.

Phương pháp bảo quản lạnh sâu........................................................................ 49

2.3.4.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 49
2.3.4.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 50
2.3.5.

Phương pháp tăng sinh, xác định mật độ tế bào vi sinh vật chỉ thị .................. 50

2.3.5.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 50
2.3.5.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 50
2.3.6.

Phương pháp pha loãng mẫu ............................................................................. 51

2.3.6.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 51
2.3.6.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 51
2.3.7.

Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn .................................................. 51

2.3.7.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 52
2.3.7.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 52
2.3.8. Phương pháp xác định nồng độ ức chế tối thiểu MIC ...................................... 53
2.3.8.1. Nguyên tắc ........................................................................................................ 53
2.3.8.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 53
2.3.9.

Phương pháp phân tích và xử lý số liệu ............................................................ 54

2.3.9.1. Phương pháp phân tích...................................................................................... 54
2.3.9.2. Xử lý số liệu ...................................................................................................... 54
2.4.

Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 54

2.4.1.

Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng tách chiết cao chiết hoa bụt giấmcủa nước.56

2.4.1.1. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................... 56
2.4.1.2. Thuyết minh quy trình....................................................................................... 58

2.4.2.

Thí nghiệm 2: Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết nước bụt giấm

trên các chủng vi khuẩn gây bệnh. ................................................................................. 59
2.4.2.1. Quy trình thí nghiệm ......................................................................................... 59
2.4.2.2. Thuyết minh quy trình....................................................................................... 61

iv


Đồ án tốt nghiệp

2.4.3.

Thí nghiệm 3: Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết nước từ

hoa bụt giấm đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh. ..................................................... 62
2.4.3.1. Quy trình thí nghiệm ......................................................................................... 62
2.4.3.2. Thuyết minh quy trình....................................................................................... 64
2.4.4.

Thí nghiệm 4: Khảo sát khả năng nhân sinh khối của hạt kefir trên một số môi

trường... .......................................................................................................................... 64
2.4.4.1. Mục đích ........................................................................................................... 64
2.4.4.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 64
2.4.4.3. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................................ 65
2.4.5.

Thí nghiệm 5 : Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hạt kefir đến quá trình lên men. 65

2.4.5.1. Mục đích ........................................................................................................... 65
2.4.5.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 65
2.4.5.3. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................................ 65
2.4.6.

Thí nghiệm 6: Khảo sát hoạt lực của hạt kefir sau một khoảng thời gian bảo

quản….. .......................................................................................................................... 65
2.4.6.1. Mục đích ........................................................................................................... 65
2.4.6.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 65
2.4.6.3. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................................ 66
2.4.7.

Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của độ acid dừng đến thời gian lên men và

chất lượng sản phẩm....................................................................................................... 66
2.4.7.1. Mục đích ........................................................................................................... 66
2.4.7.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 66
2.4.7.3. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................................ 67
2.4.8.

Thí nghiệm 8: Khảo sát tỷ lệ phối chế siro thích hợp cho sản phẩm sau lên

men…... .......................................................................................................................... 67
2.4.8.1. Mục đích ........................................................................................................... 67
2.4.8.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 67

v

Đồ án tốt nghiệp

2.4.8.3. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................................ 68
2.4.9.

Thí nghiệm 9: Khảo sát tỷ lệ cao chiết nước bổ sung vào sản phẩm ................ 69

2.4.9.1. Mục đích ........................................................................................................... 69
2.4.9.2. Cách tiến hành ................................................................................................... 69
2.4.9.3. Chỉ tiêu theo dõi ................................................................................................ 69
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 70
3.1.

Kết quả đánh giá hàm lượng thu hồi cao chiết nước bụt giấm. ........................ 70

3.2.

Kết quả hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết nước bụt giấm trên các chủng vi

khuẩn gây bệnh. ............................................................................................................. 70
3.3.

Kết quả xác định nồng độ ức chế tối thiểu MIC của cao chiết nước từ hoa bụt

giấm đối với các chủng vi khuẩn gây bệnh. ................................................................... 73
3.4.

Kết quả khảo sát khả năng nhân sinh khối của hạt kefir trên một số môi

trường…….. ................................................................................................................... 76
3.5.

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hạt kefir đến quá trình lên men……… 77

3.6.

Kết quả khảo sát hoạt lực của hạt kefir sau một khoảng thời gian bảo quản…79

3.7.

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của độ acid dừng đến thời gian lên lên men và

chất lượng sản phẩm....................................................................................................... 81
3.8.

Kết quả khảo sát tỷ lệ phối chế siro thích hợp cho sản phẩm sau lên men…..82

3.9.

Kết quả khảo sát tỷ lệ cao chiết nước bụt giấm bổ sung vào sản phẩm thích hợp

nhất……...... ................................................................................................................... 83
CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................... 86
4.1.

Kết luận ............................................................................................................. 86

4.2.

Kiến nghị ........................................................................................................... 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 88

vi


Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
DNA: Deoxyribonucleic acid
MBC: Minimal Bactericidal Concentration: Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu
MIC: Minimum Inhibition Concentration: Nồng độ ức chế tối thiểu
RNA: Ribonucleic acid
TSA: Trypton Soya Agar
TSB: Trypton Soya Broth

vii


Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Những nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn (theo Cowan,
1999)……... ................................................................................................................... 10
Bảng 1.2 Mối liên hệ giữa các đơn vị đo độ chua của sữa ............................................ 18
Bảng 1.3 Thành phần của một số loại sữa ..................................................................... 19
Bảng 1.4 Các thành phần chính của một lít sữa ............................................................. 19
Bảng 1.5 Các vi sinh vật có trong hạt Kefir (Oberman H và cộng sự, 1998) ................ 28

Bảng 1.6 Giá trị nhiệt độ và pH tối ưu cho sự sinh trưởng của một số loài vi khuẩn
lactic…….... ................................................................................................................... 33
Bảng 1.7 Biến đổi các thành phần từ sữa tạo thành Kefir.............................................. 39
Bảng 3.1 Kết quả đường kính vòng ức chế (mm) của cao chiết nước bụt giấm trên 20
chủng vi khuẩn gây bệnh................................................................................................ 71
Bảng 3.2 Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết nước bụt giấm đối với 20
chủng vi khuẩn gây bệnh................................................................................................ 73
Bảng 3.3: sinh khối (g) của hạt kefir trong các môi trường sau 24h và 48h lên men ở
nhiệt độ phòng ................................................................................................................ 76
Bảng 3.4 Độ chua (độ 0T) sản phẩm tạo thành lên men ở nhiệt độ phòng .................... 77
Bảng 3.5: khảo sát hoạt lực lên men (0T) của hạt kefir dưới ảnh hưởng của các tỷ lệ
chất bảo vệ ở -150C theo thời gian bảo quản ................................................................. 79
Bảng 3.6. Thời gian lên men để đạt độ acid yêu cầu ..................................................... 81
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá cảm quan độ acid thích hợp dừng quá trình lên men ........ 82
Bảng 3.8. kết quả đánh giá cảm quan tỷ lệ phối chế siro ............................................... 82
Bảng 3.9 kết quả đánh giá cảm quan tỷ lệ phối chế cao chiết nước bụt giám ............... 83

viii


Đồ án tốt nghiệp

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1.1 Cây và đài hoa bụt giấm .................................................................................... 5
Hình 1.2 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt,
2004)……... ..................................................................................................................... 9
Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của phân tử quinone, anthraquinone và hypericin .............. 12
Hình 1.4 Cấu trúc hóa học của catechine ....................................................................... 13
Hình 1.5 Cấu trúc hóa học của coumarine ..................................................................... 14
Hình 1.6 Cấu trúc hóa học của phân tử Solamargine..................................................... 15

Hình 1.7 Cấu trúc hóa học của berberine ....................................................................... 16
Hình 1.8 Sữa tươi .......................................................................................................... 17
Hình 1.9. Sơ đồ tóm lược chuyển hóa các chất trong quá trình lên men sữa ................ 37
Hình 1.10 Thành phần môi trường trước và sau khi lên men ........................................ 39
Hình 1.11 Sơ đồ sản xuất sữa chua bằng hạt Kefir ........................................................ 41
Hình 1.12 Hạt kefir đươc bảo quản đông lạnh(-150C) ................................................... 43
Hình 2.1 Mẫu atiso đỏ phơi khô đến khối lượng không đổi ........................................ 48
Hình 2.2 Phương pháp pha loãng mẫu ........................................................................... 51
Hình 2.3 Đường kính vùng ức chế vi khuẩn của cao nước và Ciprofloxacin ................ 53
Hình 2.4. Quy trình nghiên cứu sản xuất sữa chua kefir bụt giấm ................................ 55
Hình 2.5 Quy trình tách chiết và thu hồi cao từ bụt giấm .............................................. 57
Hình 2.6 Mẫu bụt giấm sau khi được phơi khô và xay nhỏ ........................................... 58
Hình 2.7 Dich chiết mẫu sau 3 lần ngâm ....................................................................... 59
Hình 2.8 Quy trình đánh giá khả năng kháng khuẩn của cao chiết ............................... 60
Hình 2.9 Giếng thạch trước và sau khi bổ sung cao ...................................................... 61
Hình 2.10 Quy trình xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của cao chiết................ 63
Hình 3.1 Đồ thị thể hiện sinh khối (g) của hạt kefir trong các môi trường sau 24, 48h
lên men ở nhiệt độ phòng ............................................................................................... 76

ix


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.2. Đồ thị thể hiện độ 0T của sản phẩm lên men ở nhiệt độ phòng với 3 tỷ lệ cấy
giống 5%, 7%, 9% .......................................................................................................... 78
Hình 3.3 Đồ thị thể hiện hoạt lực lên men (0T) của hạt kefir dưới ảnh hưởng của các tỷ
lệ chất bảo vệ ở -150C theo thời gian bảo quản ............................................................. 80

x

Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Kháng kháng sinh một hiểm họa đang đe dạo nghiêm trọng đến sức khỏe cộng
đồng thế giới khiến các nhà khoa học đau đầu tìm hướng giải quyết. Đây hiện tượng
xảy ra khi mầm bệnh hay vi khuẩn không bị tiêu diệt bởi thuốc kháng sinh. Chúng
không những tồn tại mà còn sinh sản ra những thế hệ vi khuẩn mới, cũng có đặc tính
kháng thuốc và hóa chất điều trị nhiễm trùng, gây hậu quả ngày càng nặng nề khiến
bệnh lâu khỏi, nặng hơn, nguy cơ tử vong cao, chi phí điều trị cao, làm tăng gánh nặng
lên mỗi cá nhân, gia đình và sự phát triển chung của xã hội. Theo thống kê, hàng năm
trên thế giới có 700.000 ca tử vong bởi vi khuẩn kháng thuốc. Ngày 27/2/2017, tổ chức
Y tế Thế giới (WHO) đã công bố danh sách các mầm bệnh đề kháng kháng sinh cần ưu
tiên để phát triển các kháng sinh mới, theo đó thì các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh
phổ biến nhất hiện nay là các chủng vi khuẩn gây bênh đường ruột và vi khuẩn gây
bệnh cơ hội trên da như Acinetobacter, Pseudomonas và nhiều chủng
Enterobacteriaceae (bao gồm Klebsiella, E coli, Serratia và Proteus). Nguyên nhân
kháng thuốc là do người bệnh chưa sử dụng thuốc kháng sinh đúng cách, lạm dụng và
sử dụng bừa bãi… Để góp phần giảm bớt hiện tượng kháng kháng sinh của siêu vi
khuẩn kháng kháng sinh hãy sử dụng thuốc kháng sinh một cách thông minh khi bị
bệnh nhẹ thay vì sử dụng thuốc tây hãy sử dụng những loại thuốc kháng sinh tự nhiên
như sữa chua, gừng, hành, nghệ, mật ong…
Sữa chua bắt nguồn từ Bulgari với tên gọi khác là yaourt một sản phẩm thu được
khi lên men lactic từ sữa động vật, có nhiều ích lợi đối với sức khỏe con người. Sữa
chua có thể làm từ sữa tươi, sữa bột hoặc sữa đặc có pha đường, nhờ quá trình lên men
lactic, đường chuyển hóa thành đường lactose dễ tiêu hóa và các chất thơm như
axetoin, diaxetin. Sữa chua trở thành món ăn dinh dưỡng do vậy ngày nay sữa chua là
một trong những sản phẩm đang được ưa dùng và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của

con người. Ngoài việc cung cấp nguồn dinh dưỡng thiết yếu, thúc đẩy tiêu hóa, tăng
1


Đồ án tốt nghiệp

cường sức đề kháng của cơ thể nó còn được biết đến với tính chất kháng một số bệnh:
ung thư, chống lão hoá và tăng cường tiêu hoá. Khác với sữa chua thông thường, kefir
là sản phẩm vừa lên men lactic nhờ nhóm vi khuẩn lactic ưa ấm, vừa lên men rượu nhờ
nấm men. Kefir có khả năng lên men rất mạnh và có thể lên men liên tục trong nhiều
lần. Ngoài ra, hạt kefir còn có khả năng lên men được nhiều loại nước trái cây và là
một nguồn nguyên liệu rất tốt để sản xuất acid lactic ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như: thực phẩm, y học.
Từ năm 1992, bụt giấm đã du nhập vào Việt Nam và được đỡ đầu bởi nhà khoa
học Mai Thi Tấn. Đài hoa bụt giấm là một loại dược liệu rất có lợi cho sức khỏe. Tính
theo hàm lượng chất khô đài hoa bụt giấm chứa khoảng 1,5% anthocyanin, axit hữu cơ
khoảng 15 – 30%, các vitamin A, B1, B2, C, E, F và nhiều loại khoáng chất như sắt,
đồng, canxi, magie, kẽm… Đài hoa bụt giấm chứa một loại chất chống oxy hóa rất
hiếm là flavonoid lên tới 12%.
Các sản phẩm sữa chua thông thường chỉ có khả năng ức chế một số chủng vi
khuẩn và phổ ức chế hẹp do đó để khắc phục những hạn chế này luận văn sẽ nghiên
cứu kết hợp sữa kefir và bụt giấm để tạo ra sản phẩm sữa chua kefir bụt giấm nhằm
mục đích hỗ trợ kháng khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản và làm đa dạng phong phú
cho sản phẩm kefir đồng thời tạo ra một loại kháng sinh tự nhiên góp phần giảm thiểu
tình trạng kháng kháng sinh hiện nay. Với ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn nêu trên
chúng tôi thực hiện đề tài.
“Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của cao chiết nước từ hoa bụt giấm
(Hibiscus sabdariffa L) và ứng dụng trong sản xuất sữa chua kefir” đề tài này được
thực hiện tại Phòng Thí nghiệm Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường,
Trường Đại học Công nghệ TP Hồ Chí Minh.

2. Mục tiêu nghiên cứu
Tiến hành đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết nước từ hoa bụt giấm
và trên cơ sở đó thiết lập quy trình sản xuất sữa chua kefir bụt giấm.

2


Đồ án tốt nghiệp

3. Nội dung nghiên cứu
-

Đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của cao chiết nước bụt giấm.

-

Nghiên cứu các thông số cho quá trình lên men tạo sản phẩm sữa chua kefir.

-

Nghiên cứu tạo sản phẩm sữa chua kefir bụt giấm.

4. Phạm vi nghiên cứu
Mẫu hoa bụt giấm được tách chiết cao từ dung môi nước, khảo sát hoạt tính
kháng khuẩn trên các nhóm vi khuẩn: Escherichia Coli, Samonella spp., Vibrio spp.,
Shigella spp., Listeria spp., Pseudomonas spp., Enterococcus spp., Staphylococcus spp.
Nghiên cứu khảo sát các thông số như môi trường kefir nhân sinh khối tốt nhất,
tỷ lệ hạt kefir cần dùng cho quá trình lên men, điều kiện bảo quản để kéo dài thời gian
sử dụng hạt kefir, độ acid dừng thích hợp kết thúc quá trình lên men, tỷ lệ phối chế
siro, cao chiết bụt giấm để hoàn thiện quy trình sản xuất sữa chua kefir bụt giấm và tạo

thành phẩm.

3


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu về bụt giấm

1.1.1. Tên gọi và phân loại
Tên khoa học: Hibiscus Sabdariffa Linn
Tên tiếng anh: Roselle
Tên thường gọi: Atiso đỏ, bụp giấm, hoa vô thường, hoa lạc thần, mai côi gia,
đay nhật, lạc tế quỳ.
1.1.2. Phân loại thưc vật
Theo phân loại thực vật học, cây bụt giấm được sắp xếp theo trình tự
Giới (kingdom)

: Thực vật (Plantae)

(Không được xếp hạng)

: Cây hạt kín (Angiosperm)

(Không được xếp hạng)

: Eudicots

(Không được xếp hạng)

: Rosids

Bộ (order)

: Malvales

Họ (family)

: Bông (Malvaceae)

Chi (genus)

: Dâm bụt (Hibiscus)

Loài (species)

: Sabdariffa

Binomial name

: Hibiscus sabdariffa

1.1.3. Mô tả thực vật
Bụt giấm có tuổi thọ khoảng một năm, cao từ 1,5 - 2m, thân màu lục hoặc đỏ tía,
phân nhánh gần gốc, cành nhẵn hoặc hơi có lông. Lá mọc so le, lá ở góc nguyên, lá
phía trên chia 3 – 5 thùy chân vịt, mép có răng cưa. Hoa đơn độc, mọc ở nách, gần như
không có cuống, đường kính từ 8 – 10 cm. Tràng hoa màu vàng hồng hay tía, có khi

trắng. Quả nang hình trứng, có lông thô mang đài màu đỏ sáng tồn tại bao quanh quả.
Chu kì sinh trưởng và phát triển của cây bụt giấm từ 4 - 6 tháng. Cây ưa sáng,
chịu hạn, có thể trồng ở đất đồi xấu, khô cằn. Bụt giấm được nhân giống từ hạt, hạt
được gieo vào đầu mùa mưa và có thể thu hoặch sau 4- 6 tháng.
4


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.1 Cây và đài hoa bụt giấm
1.1.4. Phân bố
Cây bụt giấm có nguồn gốc ở Trung Mỹ và Bắc Phi, sau lan sang Ấn Độ,
Malaysia, Philippin, Indonexia và Thái Lan.
Ở nước ta, cây trồng thử nghiệm để phủ đất trống, đồi trọc cho kết quả ở Hà
Tây, Bắc Giang, Thái Nguyên, Ba Vì và một số tỉnh sau này như Bà Rịa Vũng Tàu,
Đồng Nai. Tuy nhiên, cây trồng thành công ở Việt Nam chủ yếu thuộc các tỉnh miền
trung, thích hợp với đất đồi núi và trung du.
1.1.5. Giá trị sử dụng của cây bụt giấm
Cây là một trong hơn 300 loài thuộc giống cây bông được biết đến trên thế giới.
Giống cây này có rất nhiều ứng dụng trong đời sống con người và xu hướng sử dụng
hiện nay như:
-

Trồng để làm cây hoa cảnh.

-

Che phủ đất, cây hoang dại có sức sống cao.

-

Sử dụng để làm thảo dược và thực phẩm chức năng.

Cây bụt giấm có thể được coi là cây thực phẩm chức năng với nhiều hoạt chất
sinh học, tính sinh dược học cao, nhiều axit hữu cơ, các kích thích tố thực vật, giàu
vitamin. Nó cung cấp các chất dinh dưỡng cơ bản cho cơ thể.
-

Chống lại chứng cao huyết áp.

-

Làm giảm cholesterol trong máu.
5


Đồ án tốt nghiệp

-

Thay đổi thành phần nước tiểu, góp phần ngăn ngừa và làm tăng sỏi thận.

-

Có tác dụng chống viêm, sưng.

-

Chống chứng co thắt gây nhồi máu cơ tim.

-

Sửa đổi những đột biến gen, ngăn ngừa ung thư.

-

Trích ly làm màu thực phẩm tự nhiên có tác dụng chống lão hóa bảo vệ tế
bào cơ thể.

-

Tăng cường chức năng tiêu hóa.

-

Kháng nấm, kháng khuẩn.

-

Nâng đỡ chức năng gan, mật.

-

Hạn chế sự béo phì do tích tụ mỡ trong máu, bảo vệ thành mạch.

Đông y cho rằng, cây bụt giấm có vị chua, tính mát, có tác dụng thanh mát giải
khát, liễm phế, chi khái nên được sử dụng để điều trị các bệnh như sau:
-

Chữa bệnh gan mật, cao huyết áp: lấy đài hoa bụt giấm 9 – 15 gam, sắc hoặc

hãm nước uống.

-

Chữa cao huyết áp: dùng cao đài hoa bụt giấm trộn cùng hydroxyd nhôm
làm viên hoàn tương đương khoảng 0,64 gam dược liệu. Mỗi lần uống 3 – 5
viên, ngày uống 2 – 3 lần.

-

Hỗ trợ trị xơ cứng động mạch: dùng đài hoa 9 – 15 gam lấy nước uống hằng
ngày thay nước trà.

1.1.6. Thành phần hóa học của bụt giấm
Đài hoa bụt giấm là một loại dược liệu rất có lợi cho sức khỏe. Tính theo hàm
lượng chất khô đài hoa bụt giấm chứa khoảng 1,5% anthocyanin, axit hữu cơ khoảng
15 – 30%, các vitamin A, B1, B2, C, E, F và nhiều loại khoáng chất như sắt, đồng,
canxi, magie, kẽm… Đài hoa bụp giấm chứa một loại chất chống oxy hóa rất hiếm là
flavonoid lên tới 12%.
1.1.7. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.1.7.1.

Tình hình nghiên cứu trong nước

6


Đồ án tốt nghiệp

Năm 1993, sở khoa học công nghệ và môi trường tỉnh Hà Tây đã triển khai đề

tài “Chiết xuất chất màu tự nhiên từ đài hoa Hibiscus sabdariffa để dùng trong y học,
thực phẩm và mỹ phẩm” và đề tài “Chiết xuất chất kháng sinh dược học trong Hibiscus
sabdariffa để làm thuốc chữa bệnh”. Sau một vài năm thực hiện, đề tài kết thúc nhưng
kết quả đạt được chưa đủ để đưa cây bụt giấm trồng ở những vùng đồi núi lên hạng vị
trí quan trọng. Một số nhà khoa học của trung tâm công nghệ thực vật – viện di truyền
nông nghiệp của Khoa Sinh Học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên cũng đã nghiên
cứu và khẳng định được tác dụng dược học của cây bụt giấm.
Năm 1998 – 1999, Trần Thúy, viện trưởng viện y học dân tộc cổ truyền đã
nghiên cứu các chế phẩm từ bụt giấm để điều trị bệnh cho bệnh nhân. Nhưng với điều
kiện khó khăn và thiếu thốn việc tách chiết các hoạt chất trong bụt giấm để sử dụng
trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm hoặc dược phẩm chưa thành công. Một số nhà
nghiên cứu đã tìm tòi một hướng đi khác, chế biến đài hoa bụt giấm thành những sản
phẩm thực phẩm thông thường, dễ được người tiêu dùng chấp nhận.
Năm 2003, Đỗ Thị Thu Thùy có báo cáo nghiên cứu “Chất màu đỏ anthocyanin
trích từ đài hoa bụt giấm”.
Năm 2012, Nguyễn Thị Huệ, Nguyễn Thị Kim Pha, Nguyễn Bình Kha, Trịnh
Thanh Tâm, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Lạc Hồng đã nghiên cứu
“Nghiên cứu sản xuất nước giải khát từ đài hoa bụt giấm”.
1.1.7.2.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Năm 2002, Wong, P, YHM Salman và YB Cheman nghiên cứu về: Các đặc
điểm hóa lý của đài hoa bụt giấm, “Phsico-chemical charaeteristics of roselle (Hibiscus
sabdariffa)”
Năm 2010, Ugwu Arinze ở Nigeria nghiên cứu về: thành phần hóa học và
khoáng chất của dịch chiết từ đài hoa bụt giấm, “Chemical/Mineral composition of
water extracts of Hibiscus sabdariffa”

7

Đồ án tốt nghiệp

Năm 2010, Wahid A. Luvonga, M.S. Njoroge and P.W.Ngunjiri tại Kenya,
nghiên cứu đề tài “Chemical characterization of Hibiscus sabdariffa (Roselle) calyces
and evauation of its functional potential in the food industry” đã khảo sát và định lượng
một số thành phần dinh dưỡng và khoáng chất của đài hoa bụt giấm. Đồng thời đánh
giá cảm quan về mùi cho thức uống bụt giấm trong công nghiệp.
Năm 2011, Azza A. Abou – Arab, Ferial M. Abu – Salem and Esmat A. Abou –
Arab, với đề tài “Phsical – chemical properties of natural pigments (anthocanin)
extracted from Roselle calces (Hibiscus sabdariffa)”. Đề tài đã khảo sát ảnh hưởng của
dung môi trích ly đến thành phần hóa học của dịch chiết bụt giấm.
Kết quả nghiên cứu của Herear và công sự (Phtomedicine, 2004), cho thấy khi
uống 10 gam đài hoa bụt giấm khô hãm với 519 ml nước nóng mỗi ngày trước bữa
sáng liên tục 4 tuần, huyết áp tâm thu giảm 11%, huyết áp tâm trương giảm 12,5%
tương đương với nhóm bệnh nhân đối chứng uống Captopril liều 50 mg/ngày.
Kết quả nghiên cứu lâm sàng có đối chứng được thực hiện bởi nhóm Mckay và
cộng sự (J Nutr.,2010) tiến hành trong sáu tuần, nhóm nghiên cứu mỗi ngày uống 240
ml trà bụt giấm, huyết áp tâm thu và tâm trương đều giảm (5,5% và 4%).
Kết quả nghiên cứu của nhóm Diane L. Mckay (2008) kết luận “Sử dụng hàng
ngày trà bụt giấm có thể giảm huyết áp ở người tăng huyết áp độ 1”.
Bụt giấm có khả năng ức chế alpha-glucoside và alpha-amylase, hai enzyme liên
quan mật thiết đến chuyển hóa nhóm bột đường (Cacbohydrat) của cơ thể, giúp hạ
đường huyết (Ademiluyi, J Med Food, 2012). Trên mô hình tăng đường huyết bằng
streptozotoin hoặc alloxan, uống 100 – 200 mg/kg/ngày, nồng độ glucose máu giảm 60
– 65% (Peng, J Agric Food Chem, 2011; Faromdam Clin Farmacol, 2007).
Bụt giấm giúp bảo vệ gan: dịch chiết nước và anthocyanin (200mg/kg) của đài
hoa bụt giấm làm giảm men gan ALS, ATS trên bệnh nhân rối loạn chuyển hóa. Dịch
chiết ethanol cũng làm giảm đáng kể peoxid lipid trên mô hình hoại tử gan bằng

cacbon tetrachloride (Dahiru và cộng sự, 2003).

8


Đồ án tốt nghiệp

1.2.

Tổng quan về cơ chế kháng khuẩn của các hợp chất có nguồn gốc thực vật

1.2.1. Khái niệm về hoạt tính kháng khuẩn
Kháng khuẩn thực vật là tên gọi chung chỉ các hợp chất hữu cơ có trong thực
vật, có tác dụng tiêu diệt hay kìm hãm sự phát triển của vi sinh vật. Các chất kháng
khuẩn thường có tác dụng đặc hiệu lên các loài vi sinh vật khác nhau ở một nồng độ
thường rất nhỏ (Silva và Fernandes, 2010).
1.2.2. Cơ chế kháng khuẩn
Cơ chế hoạt động khác nhau của các hợp chất kháng khuẩn có trong thực vật đã
được nghiên cứu. Chúng có thể ức chế các vi sinh vật, gây trở ngại cho một số quá
trình trao đổi chất hoặc có thể điều chỉnh biểu hiện gen và con đường truyền tín hiệu
(Etherton và ctv, 2002; Manson, 2003; Surh, 2003).
Không phải tất cả các cơ chế hoạt động đều làm việc trên các mục tiêu cụ thể, và
một số vùng khác của tế bào có thể bị ảnh hưởng bởi các cơ chế khác (Hình1.2).

Hình 1.2 Những vị trí của vi khuẩn bị tác động bởi các hợp chất thực vật (Burt, 2004)

9


Đồ án tốt nghiệp

Cao chiết từ các loại thực vật có thể biểu hiện hoạt tính kháng lại các chủng vi
khuẩn ở các mức độ khác nhau như sự can thiệp vào các lớp đôi phospholipid của
màng tế bào gây hậu quả làm gia tăng độ thấm, tổn hại các thành phần tế bào, phá hủy
các enzyme tham gia vào việc hình thành năng lượng tế bào, tổng hợp các thành phần
cấu trúc và đồng thời phá hủy hoặc làm bất hoạt các vật liệu di truyền. Nói chung, cơ
chế tác động của hợp chất kháng khuẩn tự nhiên có liên quan đến sự rối loạn, phá vỡ
màng tế bào chất, làm gián đoạn mất ổn định lực chuyển động của proton (PMF), dòng
điện tử, sự vận chuyển tích cực, và đông tụ các thành phần của tế bào (Kotzekidou và
ctv, 2008)
1.2.3. Một số hợp chất có khả năng kháng khuẩn từ thực vật
Bảng 1.1 Những nhóm hợp chất tự nhiên có hoạt tính kháng khuẩn (theo Cowan, 1999)
Nhóm

Phân nhóm

Ví dụ

Cơ chế

Phenolic

Phenol đơn

Catechol

Phá vỡ màng sinh chất

Epicatechin

Phá vỡ vách tế bào

Phenolic acid

Cinnamic acid

?

Quinone

Hypericin

Liên kết bám dính, tạo
phức hợp với thành tế bào,
làm bất hoạt enzyme

Flavonoid
Flavone

Chrysin
-

Liên kết bám dính
Tạo phức hợp với thành tế
bào

Abyssinone

Khử hoạt tính enzyme
Ức chế phiên mã ngược

HIV

Flavonol

?

10


Đồ án tốt nghiệp

Tannin

Bám dính Protein

Ellagitannin

Bám dính Adhesin
Ức chếenzyme
Phá vỡ màng sinh chất
Tạo phức hợp với thành tế
bào
Phá vỡ vách tế bào
Tạo phức kim loại-ion
Coumarin

Warfarin

Tương tác với DNA nhân
thực (hoạt tính kháng vius)

Terpenoid

-

Capsaicin

Phá vỡ vách tế bào

-

Berberine

Xen vào thành tế bào hoặc

Piperine

DNA

Mannose-

Khóa sự kết hợp của virus

specific

hoặc hấp phụ

Tinh dầu
Alkaloid

Lectin

-

Polypeptide

Agglutinin
Falxatin
Polyacetylen

-

8s-heptadeca-

Hình thành cầu Disulfide
?

2(Z),9(Z)diene-4,6diyne-1,8-diol

1.2.3.1.

Hợp chất phenolic

Nguyên nhân chính tạo ra độc tính của các hợp chất phenolic đối với vi sinh vật
là sự ức chế enzyme bởi các hợp chất oxy hóa, có thể thông qua phản ứng với nhóm
sulfuhydryl hoặc thông qua sự tương tác không đặc hiệu của các chất này với protein.
11


Đồ án tốt nghiệp

a.

Quinone
Quinone là những vòng thơm với hai nhóm thế ketone. Chúng là những hợp chất

màu, tồn tại khắp nơi trong tự nhiên và có phản ứng đặc trưng cao.
Quinone có thể tạo phức không thay đổi với các amino acid ái nhân trong protein,
thường dẫn đến làm vô hoạt và mất chức năng của protein. Do đó khả năng kháng
khuẩn của quinone rất lớn. Mục tiêu tác động lên tế bào vi sinh vật là bề mặt tế bào,
polypeptide ở thành tế bào và các enzyme trên màng. Quinone cũng tạo ra chất nền
không thể sử dụng được cho các vi sinh vật.
Người ta nhận thấy rằng anthraquinone được lấy từ một loài cây có nguồn gốc từ
Pakistan có khả năng kìm hãm vi khuẩn Bacillus anthracis, Corynebacterium
pseudodiphthericum và Pseudomonas aeruginosa có khả năng diệt khuẩn đối với
Pseudomonas pseudomalliae. Hypericin, một anthraquinone cho thấy là có khả năng
chống bệnh trầm cảm và có hoạt tính kháng khuẩn tổng hợp (Tôn Nữ Minh Nguyệt và
ctv, 2010).
z

Quinone

Anthraquinone

Hypericin

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của phân tử quinone, anthraquinone và hypericin
b.

Flavonoid

Các hợp chất flavonoid tổng hợp bởi cây trồng để phản ứng lại sự nhiễm khuẩn

và có tác dụng kháng khuẩn đối với nhiều loài vi sinh vật. Hoạt tính kháng khuẩn của
flavonoid là do khả năng tạo phức với các protein tan ngoại bào, tạo phức với thành tế

12