Nghiên cứu trích ly thành phần flavonoid từ lá củ đậu và thử nghiệm độc tính trên mô hình in vitro​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TRÍCH LY THÀNH PHẦN
FLAVONOID TỪ LÁ CỦ ĐẬU VÀ THỬ NGHIỆM
ĐỘC TÍNH TRÊN MÔ HÌNH IN VITRO

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : ThS.NGUYỄN THỊ THU HƯƠNG
Sinh viên thực hiện:

HUỲNH KIM KHÁNH

MSSV: 1211100258

Lớp: 12DSH01

TP. Hồ Chí Minh, 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong đồ án này là trung
thực và chưa từng được các tác giả khác công bố trong các nghiên, đồ án nào
Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành luận án đã được cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong đồ đã được ghi rõ nguồn gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong đồ án này.

TP.HCM, ngày

tháng

Sinh viên

năm 2016


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này, bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản
thân, tôi đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn từ cá nhân và tập thể.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn ThS. Nguyễn Thị
Thu Hương, giảng viên Khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường, người
đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi thực hiện và hoàn thành
luận văn tốt nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô Phòng thí nghiệm Trường Đại học Công
nghệ TP. HCM đã tạo mọi điều kiện cơ sở vật chất tốt cho tôi thực hiện và hoàn thành
luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các bạn trong nhóm sinh viên làm
nghiên cứu khoa học đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã động viên giúp
đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn
thành luận văn này.
TP.HCM, ngày

tháng

năm 2016

Sinh viên thực hiện

Huỳnh Kim Khánh


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................. 1
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................ 4
DANH MỤC BẢNG .................................................................................................. 5
DANH MỤC SƠ ĐỒ ................................................................................................. 6
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... 7
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 9
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................ 14
1.1.

Tổng quan về cây củ đậu...........................................................................14

1.1.1.

Nguồn gốc và phân loại .......................................................................14

1.1.2.

Đặc điểm và sinh thái ..........................................................................15

1.1.3.

Tình hình trồng trọt, tiêu thụ và kỹ thuật canh tác cây củ đậu ở Việt

Nam….. ..............................................................................................................16
1.1.4.

Thành phần hóa học ............................................................................21

1.1.5.

Tính vị và công dụng ...........................................................................21

1.2.

Hợp chất Phenol, Flavonoid và Rotenone ...............................................22

1.2.1.

Phenol ...................................................................................................22

1.2.2.

Flavonoid..............................................................................................25

1.2.3.

Rotenone ...............................................................................................30

1.3.

Các phương pháp tách chiết hợp chất thứ cấp trong thực vật .............33

1.3.1.

Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng....................................................................33

1.3.2.

Kỹ thuật chiết rắn – lỏng .....................................................................35

1.4.

Phương pháp đánh giá độc tính và xác định giá trị LC50 ......................41

1.5.

Phương pháp xác định khả năng đối kháng với vi sinh vật gây bệnh ..45

1


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.6.

Sinh vật thí nghiệm ....................................................................................47

1.6.1.

Động vật giáp xác - Artemia Nauplii ..................................................47

1.6.2.

Các chủng vi sinh vật thí nghiệm ........................................................49

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP .................................................. 56
2.1.

Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................56

2.2.

Vật liệu nghiên cứu ....................................................................................56

2.3.

Dụng cụ và hóa chất thí nghiệm ...............................................................56

2.3.1.

Dụng cụ ................................................................................................56

2.3.2.

Hóa chất ...............................................................................................57

2.4.

Phương pháp ..............................................................................................57

2.5.

Nội dung thí nghiệm ..................................................................................58

2.5.1.

Phương pháp tách chiết và thu cao chiết ...........................................59

2.5.2.

Phương pháp định tính một số hợp chất thứ cấp trong lá cây củ

đậu…… ..............................................................................................................62
2.5.3.

Phương pháp định lượng một số hợp chất thứ cấp trong lá củ đậu .63

2.5.4.

Phương pháp đánh giá độc tính ..........................................................66

2.5.5.

Phương pháp đánh giá khả năng kháng khuẩn ................................68

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 73
3.1.

Thu nhận cao chiết từ lá củ đậu bằng các phương pháp và dung môi

khác nhau..............................................................................................................73
3.2.

Định tính một số hợp chất thứ cấp trong lá củ đậu ................................74

3.2.1.

Định tính flavonoid ..............................................................................74

3.2.2.

Định tính rotenone ...............................................................................75

2


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

3.3.

Định lượng một số hợp chất thứ cấp và chất khô trong các loại cao

chiết.. .....................................................................................................................76
3.3.1.

Hàm lượng chất khô ............................................................................76

3.3.2.

Định lượng polyphenol tổng số ...........................................................76

3.3.3.

Định lượng Flavonoid tổng số ............................................................80

3.4.

Khảo sát độc tính .......................................................................................84

3.5.

Thử hoạt tính kháng khuẩn của các loại cao chiết .................................86

3.5.1.

Hoạt tính kháng Enterotoxigenic E.Coli của các loại cao chiết .......86

3.5.2.

Hoạt tính kháng Listeria monocytogenes của các loại cao chiết ......88

3.5.3.

Hoạt tính kháng Pseudomonas aeruginosa của các loại cao chiết ...89

3.5.4.

Không có hoạt tính kháng một số vi sinh vật của các loại cao chiết.90

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................... 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 95
PHỤ LỤC

3


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AG: Acid Gallic
BVTV: Bảo vệ thực vật
db: vật liệu
ĐC: Đối chứng
DMSO: Dimethyl sulfoxide
LC50: Lethal concentration
NA: Nutrient Agar
NB: Nutrient Broth
NĐ: Nồng độ
OD: Optical density
HTHC: Hợp chất thứ cấp

4


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Hiệu quả tác động của Nicotin Sulphat (trong dung dịch 1% saponin) đối
với ruồi giấm .............................................................................................................42

Bảng 1. 2. Phân tích nguồn biến lượng.....................................................................43
Bảng 2. 1. Bố trí thí nghiệm thử độc tính trên Artemia Nauplii ...............................67
Bảng 3. 1. Kết quả định tính một số hợp chất thứ cấp trong cao chiết và lá củ đậu 75
Bảng 3. 2. Kết quả hàm lượng chất khô của các loại cao chiết ................................76
Bảng 3. 3. Kết quả đường chuẩn Acid Gallic ...........................................................77
Bảng 3. 4. Kết quả hàm lượng polyphenol tổng trong 4 loại cao chiết lá củ đậu ....78
Bảng 3. 5. Bảng kết quả đường chuẩn Rutin ............................................................81
Bảng 3. 6. Bảng kết quả hàm lượng flavonoid tổng số trong 4 loại cao chiết .........82
Bảng 3. 7. Kết quả các đường chuẩn và LC50 tương ứng của 4 loại cao chiết .........84
Bảng 3. 8. Nồng độ LC50 (mg/L) của 4 loại cao chiết ..............................................86
Bảng 3. 9. Kết quả kháng Enterotoxigenic E.Coli của 4 loại cao chiết....................87
Bảng 3. 10. Kết quả kháng Listeria monocytogenes của các loại cao chiết .............88
Bảng 3. 11. Kết quả kháng Pseudomonas aeruginosa của 4 loại cao chiết ..............89
Bảng 3. 12. Kết quả kháng một số loại vi sinh vật của 4 loại cao chiết ...................91

5


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2. 1. Nội dung thí nghiệm ...............................................................................58
Sơ đồ 2. 2. Quá trình tách chiết và thu cao chiết từ lá củ đậu ..................................59
Sơ đồ 2. 3. Quy trình định lượng polyphenol tổng ...................................................65
Sơ đồ 2. 4. Quy trình đánh giả khả năng kháng khuẩn của cao chiết lá củ đậu .......69

6


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Cây củ đậu ...............................................................................................14
Hình 1. 2. Thương lái thu mua củ đậu ngay tại đồng ruộng.....................................17
Hình 1. 3. Cây củ đậu được trồng theo luống ..........................................................19
Hình 1. 4. Củ đậu đến thời gian thu hoạch ...............................................................20
Hình 1. 5. Tephrosin .................................................................................................21
Hình 1. 6. Rotenone ..................................................................................................21
Hình 1. 7. Củ đậu tốt cho sức khỏe ..........................................................................22
Hình 1. 8. Một số món ăn được chế biến từ củ đậu..................................................22
Hình 1. 9. Một số hợp chất phenol ...........................................................................24
Hình 1. 10. Một số Eucoflavonoid ...........................................................................25
Hình 1. 11. Công thức cấu tạo và cấu trúc 3D của rotenone ....................................31
Hình 1. 12. Chuỗi truyền điện tử và cơ chế tác động của rotenone trong ty thể ......32
Hình 1. 13. Rotenone ngăn cản sự truyền điện tử đến CoQ .....................................32
Hình 1. 14. Chiết 2 lớp chất lỏng .............................................................................34
Hình 1. 15. Kỹ thuật chiết ngấm kiệt .......................................................................35
Hình 1. 16. Bộ chiết Soxhlet ....................................................................................37
Hình 1. 17. Máy chiết Kumagawa ............................................................................38
Hình 1. 18. Bộ lôi cuốn hơi nước .............................................................................38
Hình 1. 19. Sơ đồ hệ thống chiết siêu tới hạn ..........................................................39
Hình 1. 20. Cột chiết pha rắn ....................................................................................40
Hình 1. 21. Ấu trùng và trứng Artemia Nauplii .......................................................48
Hình 1. 22. Vi khuẩn Salmonella .............................................................................50
Hình 1. 23. Vi khuẩn Staphylococcus aureus ...........................................................51
Hình 1. 24. Listeria monocytogenes .........................................................................52
Hình 1. 25. Vi khuẩn Escherichia coli ......................................................................53
Hình 1. 26. Pseudomonas aeruginosa .......................................................................54
Hình 2. 1. Lá cây củ đậu ...........................................................................................56

7


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 2. 2. Phương pháp ngâm dầm ..........................................................................60
Hình 2. 3. Phương pháp chiết Soxhlet ......................................................................61
Hình 2. 4. Ngâm lá với chloroform và dịch chiết sau khi cô trên kính đồng hồ ......63
Hình 2. 5. Các loại cao chiết trên kính đồng hồ .......................................................63
Hình 2. 6. Bố trí thí nghiệm thử độc tính trên ấu trùng Artemia Nauplii .................68

Hình 3. 1. 4 loại cao chiết .........................................................................................73
Hình 3. 2. Cao chiết chuyển từ nâu sang vàng sau khi cho 1% NaOH/etanol 96o ...74
Hình 3. 3. Dịch chiết có màu tím khi nhỏ 1 giọt H2SO4đđ và thêm vài hạt natri nitrit
...................................................................................................................................75
Hình 3. 4. Cao chiết có màu tím khi nhỏ 1 giọt H2SO4đđ và thêm vài hạt natri nitrit
...................................................................................................................................75
Hình 3. 5. Dung dịch dựng đường chuẩn Acid Gallic ..............................................77
Hình 3. 6. Màu nâu vàng sang xanh lam của cao chiết sau khi ủ ở 40oC ................77
Hình 3. 7. Đường chuẩn Acid Gallic ........................................................................78
Hình 3. 8. Sự chênh lệch hàm lượng polyphenol tổng số của 4 loại cao chiết ........78
Hình 3. 9. Dung dịch Rutin chuẩn ............................................................................81
Hình 3. 10. Đo hàm lượng flavonoid tổng số của cao chiết .....................................81
Hình 3. 11. Đường chuẩn Rutin ...............................................................................82
Hình 3. 12. Sự chênh lệch hàm lượng flavonoid tổng số của 4 loại cao chiết .........82
Hình 3. 13. Đường chuẩn của cao chiết A................................................................84
Hình 3. 14. Đường chuẩn của cao chiết C ................................................................85
Hình 3. 15. So sánh LC50 của 4 loại cao chiết ..........................................................85
Hình 3. 17. Vòng kháng Enterotoxigenic E.Coli của 4 loại cao chiết .....................87
Hình 3. 18. Vòng kháng Listeria monocytogenes của 4 loại cao chiết ....................88

Hình 3. 19. Vòng kháng Pseudomonas aeruginosa 4 loại cao chiết.........................89
Hình 3. 20. Kết quả không kháng Salmonella của 4 loại cao chiết ..........................90
Hình 3. 21. Kết quả không kháng Staphylococcus aureus của 4 loại cao chiết ......91

8


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Từ xa xưa, nông dân ở nhiều nước trên thế giới đã biết sử dụng một số loài
thực vật chứa chất độc để trừ một số loại côn trùng gây hại trên cây trồng và gia
súc bằng cách phun lên cây hay dùng nước chiết để tắm cho gia súc. Trên thế
giới có khoảng 2000 loài cây có chất độc, trong đó có 10 – 12 loài cây được
dùng phổ biến.
Thuốc thảo mộc diệt trừ côn trùng bằng con đường tiếp xúc và vị độc phổ
tác động thường không rộng. Một số loài còn có khả năng diệt cả nhện hại cây.
Sau khi sâm nhập, thuốc nhanh chóng tác động đến hệ thần kinh, gây tê liệt và
làm chết côn trùng.
Cây củ đậu là loại rau củ ngắn ngày, có thể trồng nhiều vụ trong năm, quen
thuộc với con người Việt Nam và diện tích trồng trọt rất lớn do mang đến nhiều hiệu
quả kinh tế cao. Tuy nhiên, nông dân chỉ thu hoạch và sử dụng củ (rễ phình to), cắt
bỏ tất cả phần thân trên gồm thân, lá, hạt. Hạt và lá củ đậu có một số thành phần hóa
học tương tự nhau, rất độc, gây ngộ độc và có thể dẫn đến tử vong cho con người nếu
vô tình ăn phải hoặc cố ý ăn với liều lượng lớn. Dù vậy, các nghiên cứu về thành phần
hóa học và độc tính bên trong hạt và lá củ đậu có thể ứng dụng trong trừ sâu, bệnh
hại thực vật vẫn còn rất hạn chế ở nước ta.
Việc nghiên cứu sản xuất và bổ sung các chất độc được tách chiết từ thiên
nhiên vào thuốc bảo vệ thực vật, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật hóa học

gây hại cho con người và môi trường luôn được quan tâm. Những hợp chất trừ sâu
thảo mộc thông dụng như rotenone và rotenoit, arteminisinin, azadirachtin…Hiện
diện trong một số bộ phận của một số loài cây. Hàm lượng chất độc phụ thuộc loài
cây, bộ phận cây, điều kiện sống và thời gian thu hái chúng. Nói chung, các chất này
dễ bị phân huỷ dưới tác động của oxy hoá, ánh sáng (đặc biệt là các tia cực tím), ẩm
độ, nhiệt độ và pH môi trường nên chúng ít gây độc cho môi sinh môi trường.[7]
Sau khi thu hoạch nhiều vụ mùa củ đậu trong năm, nông dân thải bỏ số lượng
lớn lá và hạt nhưng chỉ có một số ít nhà nông biết sử dụng hạt củ đậu ngâm nước để

9


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

bảo vệ cây trồng còn rất thủ công và đơn giản. Bên cạnh đó, các công trình nghiên
cứu về lá củ đậu cũng như những thành phần độc tính có giá trị của nó rất ít. Do vậy,
đề tài “Nghiên cứu trích ly thành phần flavonoid từ lá củ đậu và thử nghiệm độc
tính trên mô hình in vitro” được thực hiện, tạo tiền đề khoa học cho các nghiên cứu
tạo chế phẩm ứng dụng trong bảo vệ thực vật mang lại nhiều giá trị thực tiễn.
2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
2.1.
-

Các nghiên cứu trong nước

Chuyên đề tốt nghiệp “Thử hiệu lực của một số thuốc trừ sâu có nguồn gốc
thảo mộc đối với sâu hại chính trên lúa và trên rau cải trong vụ mùa năm 2013
tại xã Thanh An – huyện Điện Biên – tỉnh Điện Biên” Đỗ Đức Anh. Đề tài sử
dụng chế phẩm được tách chiết từ hạt củ đậu.

-

Luận văn thạc sĩ nông nghiệp “Nghiên cứu tác dụng diệt ve kí sinh trên cho
và bò của chế phẩm thuốc mỡ từ cây thuốc cá” Nguyễn Thanh Hải (2007).
Trong đó, độc tính chủ yếu trong chế phẩm là rotenone tương tự như chất độc
bên trong lá củ đậu.

-

Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp “Đặc điểm dịch tễ bệnh ve chó ở hai
huyện, thị của tỉnh Thái Nguyên, thử nghiệm thảo dược trong trị ve cho chó”
Cù Xuân Đức (2011). Thảo dược của đề tài được dùng cho thử nghiệm là hạt
củ đậu.

-

Luận án phó Tiến sĩ “ Nghiên cứu sử dụng một số loại cây có hoạt tính độc để
làm thuốc trừ sâu ở phía Bắc Việt Nam” Nguyễn Duy Trang (2016). Trong
đó, đề tài có nghiên cứu về hiệu lực trừ sâu của hạt củ đậu.

2.2.
-

Các nghiên cứu ngoài nước

Sahu Rc, Hameed SF (1983), “Assessment of the rotenoids of Indian yam bean
seeds”. Đánh giá rotenoid chiết xuất từ hạt củ đậu trừ các loài sâu, bướm.

-

Sahu RC, Hameed SF (1989), “Effect of Pachyrrhizus erosus urban seed
extracts against tobacco caterpillar, Spodoptera litura F Tobacco Res
15(1):17-20”. Sự ảnh hưởng của hạt củ đậu đối với sâu.

3. Mục tiêu nghiên cứu

10


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

-

Xác định được hàm lượng các chất polyphenol, flavonoid trong cao chiết lá củ
đậu.

-

Đánh giá độc tính và khả năng kháng khuẩn của cao chiết lá củ đậu làm tiền
đề cho việc nghiên cứu ứng dụng làm dược liệu bổ sung vào BVTV.

4. Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Nhiệm vụ 1: Nghiên cứu về cơ sở khoa học, tổng quan tài liệu vấn đề nghiên
cứu, làm cơ sở cho các nhiệm vụ tiếp theo.

-

Nhiệm vụ 2: Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm, thông qua các phương pháp

xác định, khảo sát, phân tích.

-

Nhiệm vụ 3: Thu nhận cao chiết lá củ đậu bằng 2 phương pháp ngâm dầm và
chiết Soxhlet trong etanol 90o và acetone.

-

Nhiệm vụ 4: Định tính sơ bộ một số thành phần hóa học chính có trong cao
chiết lá củ đậu.

-

Nhiệm vụ 5: Xác định hàm lượng polyphenol tổng số, flavonoid tổng số từ cao
chiết lá củ đậu.

-

Nhiệm vụ 6: Đánh giá độc tính thông qua giá trị LC50 (nồng độ gây chết trung
bình) của cao chiết lá củ đậu, đánh giá khả năng kháng khuẩn trên mô hình in
vitro.

5. Phương pháp nghiên cứu
-

Phương pháp nghiên cứu thu thập tài liệu: Các tài liệu về cây củ đậu, thành
phần hóa học của lá và hạt củ đậu, các phương pháp xác định hàm lượng các
hợp chất thứ cấp, mô hình đánh giá độc tính, phương pháp đục lỗ thạch, sinh
vật thí nghiệm.

-

Phương pháp làm thí nghiệm: Tiến hành làm các thí nghiệm nhằm giải quyết
các nhiệm vụ nghiên cứu.

-

Phương pháp xử lý số liệu bằng Excel và SAS. Các số liệu thu được sẽ được
xử lý nhằm đưa ra kết luận cho đề tài.

11


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

6. Kết quả đạt được của đề tài
-

Thu nhận được các loại cao chiết lá củ đậu bằng 2 phương pháp ngâm dầm và
chiết Soxhlet trong 2 loại dung môi etanol 90o và acetone.

-

Định tính được sự có mặt của flavonoid, rotenone có sự hiện diện học trong
cao chiết lá củ đậu.

-

Định lượng được: polyphenol tổng số, flavonoid tổng số của các loại cao chiết.

-

Tìm ra giá trị LC50, so sánh độc tính giữa các loại cao chiết và khả năng kháng
một số loại vi sinh vật của các loại cao chiết.

7. Kết cấu đồ án tốt nghiệp
-

Mở đầu

-

Chương 1: Tổng quan tài liệu, cơ sở khoa học của đề tài

-

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

-

Chương 3: Kết quả và thảo luận

-

Chương 4: Kiến nghị

-

Tài liệu tham khảo

12


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

13


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 1.
1.1.

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Tổng quan về cây củ đậu

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Cây củ đậu hay củ sắn, sắn nước (theo cách gọi miền Nam, danh pháp hai
phần: Pachyrhizus erosus) là một cây dây leo. Loài này được Carl von Linné miêu tả
khoa học đầu tiên. Tên gọi cây gần như chủ yếu nói về củ của nó.[16]
Chi Củ đậu (Pachyrhizus) là một chi nhỏ gồm khoảng 5 – 6 loài dây leo có rể
phình to thành củ có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Châu Mỹ. Sau khi
người Châu Âu khám phá ra Châu Mỹ một số loài quan trọng trong chi này được giới
thiệu sang Châu Phi, Châu Á và Châu Úc.
Loài Củ đậu hay củ sắn dây (Pachyrhizus erosus) có nguồn gốc từ Mexico và
Trung Mỹ. Người Tây Ban Nha đưa dây củ sắn từ Mexico vào Philippines vào thế kỷ
thứ 18 và từ đó cây củ đậu được lan truyền đến các khu vực khác của Đông Nam Á
và Trung Quốc. Hiện nay, Cây củ đậu được trồng nhiều ở Châu Mỹ, Trung Quốc và

Đông Nam Á.
Ở Việt Nam, Cây củ đậu được người Pháp nhập vào đầu thế kỷ 20 và được
trồng nhiều ở các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long và Miền Đông Nam Bộ, ở Miền
Bắc gọi là Cây củ đậu.

Hình 1. 1. Cây củ đậu

14


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Phân loại khoa học
Giới (regnum)
Bộ (ordo)
Họ (familia)
Phân họ (subfamilia)
Tông (tribus)
Phân tông (subtribus)
Chi (genus)
Loài (species)
Danh pháp

Plantae
Fabales
Fabaceae
Faboideae
Phaseoleae
Glycininae
Pachyrhizus

P. erosus
Pachyrhizus erosus

1.1.2. Đặc điểm và sinh thái
Cây củ đậu có thể cao 4 – 5 m nếu có giàn. Lá kép gồm 3 chét hình tam giác
rộng, mỏng. Hoa màu tím nhạt; ở Việt Nam thường ra vào tháng 4, tháng 5; hoa khá
lớn, mọc thành chùm dài ở kẽ lá. Quả hơi có lông, không cuống, dài 12 cm, được
ngăn vách nhiều rãnh ngang, thường chứa từ 4 – 9 hạt. Củ do rễ phình to mà thành,
có thể dài tới 2 m và nặng đến 20 kg. Vỏ củ có màu vàng và mỏng như giấy còn ruột
có màu trắng kem hơi giống ruột khoa tây hay quả lê.
Củ đậu có chứa tinh bột 2,4%, 4,51% đường toàn bộ (glucose). Nó có chứa 86
– 90% nước; nó có một ít protein (1,46%) nhưng không có các chất béo.
Trái với củ, phần còn lại của cây củ đậu rất độc; hạt có chứa độc tố rotenone,
dùng để diệt côn trùng và thuốc cá, diệt rệp rau và rệp thuốc lá. Lá có chứa các chất
độc đối với cá và động vật nhai lại (trừ ngựa).
Củ đậu nên được bảo quản ở nơi khô ráo, nhiệt độ khoảng 12°C tới 16°C (53°F
tới 60°F); nhiệt độ thấp hơn làm hư củ. Củ đậu tươi nếu được cất giữ ở nhiệt độ thích
hợp có thể để lâu một hoặc hai tháng.
Cây củ đậu được trồng ở châu Mỹ, Trung Quốc và Đông Nam Á, nơi củ đậu
sống được chế biến thành nhiều món ăn đa dạng, phong phú. Tại Việt Nam, cây củ
đậu được trồng khắp nơi vùng đồng bằng cũng như miền núi để lấy rễ củ ăn, hạt dùng
làm thuốc, nhưng ít dùng vì có độc. Mùa thu hoạch hạt: tháng 11 – 12.[17]

15


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.1.3. Tình hình trồng trọt, tiêu thụ và kỹ thuật canh tác cây củ đậu ở Việt Nam
1.1.3.1. Tình hình trồng trọt và tiêu thụ

Ở Việt Nam, Cây củ đậu được được trồng nhiều ở các tỉnh Miền Bắc, Đồng
bằng Sông Cửu Long và Miền Đông Nam Bộ.
Tại huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương, nơi có điều kiện tự nhiên thuận lợi
cho phát triển nông nghiệp. Trong cơ cấu sản xuất nông nghiệp của huyện, các loại
rau, củ, quả hiện là cây trồng ưu tiên hàng đầu, đặc biệt là cây củ đậu. Cây củ đậu có
quy trình canh tác đơn giản, cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao.
Theo điều tra khảo sát tại 4 xã thuộc huyện Kim Thành, tổng diện tích trồng
củ đậu đạt trên 347 ha, chiếm 37,5% diện tích gieo trồng vụ đông với bình quân 3,7
sào/hộ. Giống chủ yếu được cung cấp bởi hệ thống đại lý cung ứng thường là giống
của các tỉnh miền Nam. Thời gian trồng chính vụ và trái vụ chênh lệch nhau không
nhiều (khoảng 30 ngày) cho năng suất, chất lượng không cao.
Sau khi áp dụng sản xuất theo quy trình VietGAP cho năng suất cao, đạt hiệu
quả kinh tế lớn hơn so với củ đậu không thực hiện theo VietGAP. Năng suất chính
vụ đạt trên 3.000 kg/sào, trái vụ đạt trên 1.800 kg/sào, do tiết kiệm được chi phí phân
bón, thuốc bảo vệ thực vật, mỗi sào trồng củ đậu theo VietGAP cho lợi nhuận lớn
hơn từ 400 – 500 ngàn đồng, qua đó tăng thu nhập trên 13 triệu đồng/ha/vụ.[18]
Tại Đông Triều, tỉnh Quảng Ninh. Hiện nay, toàn huyện có gần 200 ha trồng
củ đậu, tập trung ở các xã Tân Việt, Bình Khê, An Sinh, Tràng An, Đức Chính…
Trong đó, xã Tân Việt là địa phương có diện tích trồng củ đậu nhiều nhất huyện với
hơn 72 ha. Được đưa vào trồng ở đồng đất địa phương từ năm 1997, đến nay cả 4
thôn trong xã, bà con nông dân đều tham gia mô hình này. Vụ mùa năm nay, cả xã
Tân Việt gieo trồng 164 ha lúa và rau màu, thì củ đậu chiếm hơn 72 ha với gần 600
hộ nông dân tham gia. So với vụ mùa năm trước, diện tích cây củ đậu tăng gần 10 ha.

16


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hình 1. 2. Thương lái thu mua củ đậu ngay tại đồng ruộng

Theo đánh giá của địa phương, mỗi ha củ đậu cho thu nhập bình quân 150
triệu đồng, năng suất cao gấp 3 – 4 lần so với cấy lúa. Ngoài ra, cây củ đậu cũng được
xã Tân Việt chọn đăng ký sản phẩm trong chương trình “Mỗi xã, thị trấn một sản
phẩm nông nghiệp đặc trưng của huyện”. Theo bà con nông dân ở đây cho biết, mỗi
sào củ đậu sau khi trừ chi phí, người nông dân thu lãi trung bình 4 – 5 triệu đồng.[19]
Vụ mùa năm 2011, người dân ở thôn Mịn To, xã Trù Hựu (Lục Ngạn – Bắc
Giang) đã có nguồn thu bạc tỷ từ củ đậu. Cả thôn Mịn To có 42 hộ trồng cây củ đậu
với tổng diện tích lên đến gần chục ha. Những hộ trồng diện tích nhiều từ 4 sào trở
lên có đến hàng chục hộ. Do điều kiện thời tiết thuận lợi, cộng với việc người dân đã
áp dụng tốt kiến thức khoa học kỹ thuật và kinh nghiệm vào sản xuất, nên cây củ đậu
sinh trưởng phát triển tốt cho năng suất cao đạt bình quân hơn 3 tấn/sào. Ngoài việc
bán buôn cho tiểu thương vào tận ruộng thu mua, nhiều bà con nơi đây còn thu hoạch
dần và mang đi bán lẻ ở các chợ trong huyện được giá 4 nghìn đồng/kg.
Trước kia, chỉ có vài hộ dân trong thôn Mịn To đưa cây củ đậu về trồng với
diện tích nhỏ lẻ. Nhưng từ năm 2007, thấy việc trồng cây củ đậu không khó lại cho
hiệu quả kinh tế cao nên nhân dân đã học tập nhau cùng mua giống về trồng. Theo
đó diện tích cây củ đậu ngày càng được mở rộng, đến nay đã có gần chục ha.[20]
Năm 2011, Phòng Nông nghiệp và PTNT huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang phối
hợp với UBND xã Đồng Kỳ xây dựng cánh đồng mẫu củ đậu, diện tích 21,3 ha tại
thôn Ngò 1. Mỗi hộ tham gia được hỗ trợ hơn 100 nghìn đồng/sào và hướng dẫn kỹ
17


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

thuật trồng, chăm sóc. Vụ đầu tiên, năng suất đạt 56 tấn/ha, giá tại ruộng bình quân 3
nghìn đồng/kg, một ha củ đậu người dân có thể thu lãi gần 100 triệu đồng/vụ. Nhờ
mang lại hiệu quả kinh tế cao nên xã chủ trương mở rộng diện tích. Hiện xã Đồng Kỳ
trồng hơn 70 ha củ đậu.[21]
Ngoài ra còn một số tỉnh trồng cây củ đậu với diện tích lớn và đạt hiệu quả

kinh tế cao như thị xã Long Khánh tỉnh Đồng Nai, tỉnh Vĩnh Long, tỉnh Thái Bình…
1.1.3.2. Kỹ thuật trồng trọt
Thâm canh cây củ đậu vụ thu đông đã và đang được nhiều địa phương quan
tâm và phát triển trong sản xuất bởi giá trị mang lại của cây trồng này (trừ chi phí thu
lãi trung bình từ 10 – 15 triệu đồng/sào, cá biệt có vụ thu lãi trên 20 triệu đồng/sào).
Trong khi đó trồng củ đậu không đòi hỏi phải tốn nhiều công chăm sóc cũng như
BVTV...Tuy nhiên, để có được năng suất và chất lượng cao cho củ đậu thương phẩm,
nhiều nông dân các vùng sản xuất vẫn còn chưa có nhiều kinh nghiệm.
 Giống: Hiện tại có 2 giống Chiêm xanh Thái Bình và Chiêm lá nhỏ miền Nam
có khả năng chịu được thời tiết khô hạn hoặc ngập úng cũng như lạnh giá.
 Lượng hạt cần cho 1 sào (360 m2) khoảng 3,5 – 4,2 kg hạt.
 Thời vụ trồng: Củ đậu có thể trồng từ tháng 6 – 9 dương lịch.
 Kinh phí đầu tư trung bình khoảng 4 – 4,5 triệu đồng/sào.
 Làm đất: Đất trồng củ đậu tốt nhất là đất cát pha hoặc thịt nhẹ giàu mùn. Đất
được lên luống 2 lần: Lần 1 (luống sơ bộ - lõi luống), lần 2 luống hoàn chỉnh.
 Lên luống sơ bộ: Đất được cày vỡ, phân luống (khoảng 4 m/luống) rồi lên
luống cao khoảng 40 cm. Tiến hành bón lót các loại phân bao gồm:
-

2 – 3 tạ phân chuồng mục

-

12 – 15 kg supe lân

-

12 – 15 kg NPK

-

4 – 5 kg ure.

 Sau đó, cày nhặt xá (cày cách xá) và lên luống hoàn chỉnh sao cho luống
cao khoảng 60 – 70 cm theo hình mai rùa (đỉnh luống rộng khoảng 3 cm),
thân luống rộng 1,8 – 2 m để thoát nước tốt. San phẳng bề mặt luống sao

18


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

cho phân lót được vùi sâu so với bề ngoài mặt luống khoảng 5 – 7 cm để
không thất thoát phân. Đồng thời, hạt không bị thối do rễ chạm phân bón.
 Đặt hạt: Bắt đầu đặt hạt cách dõng luống khoảng 20 – 25 cm. Hạt được đặt
nằm ngang đều và so le nhau sao cho hạt cách hạt từ 8 – 10 cm.

Hình 1. 3. Cây củ đậu được trồng theo luống
 Rắc rạ phủ luống: Trồng củ đậu nhất thiết phải có rạ hoặc rơm phủ kín luống
mới mang lại hiệu quả cao cho củ sau này và thuận tiện cho quá trình chăm
sóc. Rạ phải được phủ dày tối thiểu khoảng 3 – 4 cm. Trung bình để trồng
được 1 sào củ đậu cần khoảng 1,5 sào lúa để rạ (nên chọn rạ ở những ruộng
không bị nhiễm nặng nấm khô vằn).
 Chăm sóc: Cần tưới nước giữ ẩm thường xuyên luống củ đậu giúp cây phát
triển thuận lợi. Sau trồng khoảng 1 tháng, bón phân thúc để nuôi cây với lượng
khoảng 2 kg ure + 3 kg supe lân hoặc phân tổng hợp NPK (cần tưới đủ nước
để lá cây không bị cháy).
Tùy theo thời tiết và chân đất, quan sát màu sắc lá có thể tiến hành bón phân
thúc tiếp cho cây từ tháng thứ 2 đến tháng thứ 4 khoảng 2 – 3 lượt (không nên bón
đạm quá nhiều cây sẽ không phát triển được củ hoặc củ hay bị thối).

 Bấm ngọn, ngắt hoa: Khi cây củ đậu có khoảng 5 – 6 lá thật, tiến hành bấm
ngọn lần đầu tiên. Sau đó, khi cây bật ngọn phụ và ra hoa thì cần phải bấm và
ngắt bỏ kịp thời để cây xuống củ được thuận lợi. Tuy nhiên, luôn luôn phải
đảm bảo duy trì trên mỗi cây củ đậu phải có từ 10 – 12 lá thật để cây quang
hợp tốt, củ sẽ nhanh to.

19


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

 Bảo vệ thực vật:
 Sâu hại: Củ đậu thu đông thường hay bị các loại sâu (sâu xanh, sâu khoang,
rệp muội) gây hại. Cần thường xuyên thăm đồng kiểm tra, áp dụng các biện
pháp tổng hợp và trừ sâu kịp thời khi đến ngưỡng.
 Bệnh hại: Một số bệnh chính gây hại củ đậu thu đông đó là: Bệnh chết thắt
thân cây con, bệnh vàng lá, bệnh đốm nâu và bệnh gỉ sắt.
Biện pháp: Sau khi hạt mọc mầm và phát triển thành cây con nên sử dụng
thuốc Validacin để phòng bệnh chết thắt thân cây con (không được sử dụng thuốc
Anvil lúc này sẽ dễ làm cây cháy lá).
 Thu hoạch: Củ đậu có thể thu hoạch sau trồng khoảng 4 tháng. Song, thu hoạch
tốt nhất khi cây được 5,5 – 6 tháng tuổi. Không nên để củ đậu trên 7 tháng tuổi
rồi mới thu hoạch vì lúc này củ đã bị xốp, mất hết chất dinh dưỡng và độ ngọt.
Với trình độ thâm canh của nông dân Tam Kì, trong nhiều năm gần đây đã đạt
được năng suất củ trung bình 3 – 3,5 tấn củ/sào. Cá biệt có những hộ đạt được 5
tấn/sào.[22]

Hình 1. 4. Củ đậu đến thời gian thu hoạch
 Cách để giống
Thu hoạch củ muộn: vào mùa thu, cây ra hoa, ngắt hết hoa, chỉ để lại 1 – 2

chùm, chờ quả chín khô đen, thu hái, đem phơi thật giòn, đập lấy hạt, phơi khô kiệt
dưới nắng nhẹ.
Trồng củ giống: thu hoạch củ sau 4 tháng trồng. Chọn củ to, đẹp, không sâu
bệnh, rũ sạch đất, cắt chừa đoạn gốc cây, không cắt rễ. Mỗi củ trồng trong 1 hốc rộng,
20


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

sâu 50 x 50 cm, đổ khoảng 20 – 30 kg phân mục trộn thêm 0,5 – 1 kg supe lân. Khi
cây mọc chồi, làm giàn cho leo đều, cây sẽ có nhiều chùm quả. Quả chín tới đâu thu
hái và phơi tới đó. Khi cây tàn, mỗi gốc thu chừng 6 – 7 kg hạt và vẫn thu lại được
củ giống to gấp 4 – 5 lần khi đem trồng lại.[23]
1.1.4. Thành phần hóa học
Trong hạt củ đậu có 12,27% độ ẩm; 20,13% chất béo; 30,61% chất protein;
4,8% tanin; 5,85% tinh bột; 3,25% đường toàn bộ (biểu thị bằng đường glucose).
Trong hạt củ đậu có một chất độc gọi là rotenone và tephrosin. Tỷ lệ rotenone trong
hạt củ đậu khoảng từ 0,56 – 1,01%.
Tuy thành phần hóa học trong lá cây củ đậu chưa được định tính nhưng lá cũng
có một số hợp chất tương tự như trong hạt. Một trong số các flavonoid chủ yếu có
trong lá củ đậu là rotenone (C23H22O6).

Hình 1. 6. Rotenone

Hình 1. 5. Tephrosin

Trong rễ củ (củ đậu), sau khi đã bóc vỏ có tới 90% nước; 2,4% tinh bột; 4,51%
đường toàn bộ (biểu thị bằng glucose); 1,46% protein; 0,39% hợp chất vô cơ; không
thấy có chất béo, không thấy có tanin, không có acid xyanhydric. Có men peroxydase,
amylase và photphatase. [16]

1.1.5. Tính vị và công dụng
Củ đậu không độc, có vị ngọt nhạt, tính mát, ăn sống thì giải khát, nấu ăn thì
bổ ích tràng vị, dùng xào với thịt, tôm, tép, nấu thay rau ăn ngon miệng. Người ta còn
dùng củ đậu kho với thịt, hầm thịt, làm nộm, làm nhân bánh đa nem, lẫn với thịt nạc
băm, thịt cua biển, thịt tôm tươi và mộc nhĩ, bún tàu làm nhân bánh xèo. Phụ nữ

21


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

thường dùng củ đậu tươi thái lát, xoa hoặc ép lấy nước để bôi mặt cho mịn da, khỏi
nứt nẻ. Củ đậu khô có thể tán bột dùng làm phấn bôi mặt, xoa rôm sảy.

Hình 1. 7. Củ đậu tốt cho sức khỏe

Hình 1. 8. Một số món ăn được chế biến từ củ đậu
Hạt cây củ đậu chỉ dùng giã nhỏ nấu với dầu vừng để nguội bôi chữa ghẻ. Có
thể phối hợp với quả Bồ hòn và hạt Máu chó. Lá cây chỉ dùng chữa bệnh ngoài da
chứ không được uống trong. Ở Ấn Độ, người ta dùng hạt giã nhỏ cho vào nước để
thuốc cá. Hạt tán bột đắp trị bệnh ngoài da cũng như chứng nổi rôm; có khi chúng
được dùng như thuốc nhuận tràng và trị giun.
Hạt và lá rất độc đối với động vật như sâu, bọ, cá và với loài nhai lại (trừ ngựa).
Làm thuốc phun trừ rệp rau và rệp thuốc lá. Hạt củ đậu ngâm với nước một đêm, sau
giã nhỏ, thêm nước với tỷ lệ 1,5% đến 2% hoăc 4% trộn đều. Phun lên những cây
bông, cây rau, cây thuốc lá ở ngoài ruộng. Sau 24 giờ đến 36 giờ rệp và nhện đỏ chết
hết hay gần hết (90 – 100%).
1.2.

Hợp chất Phenol, Flavonoid và Rotenone

1.2.1. Phenol
1.2.1.1. Đại cương về hợp chất phenol

22