Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp giấm, khảo sát khả năng kháng oxy hóa và độ bền của dịch chiết anthocyanin​

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

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TÁCH CHIẾT ANTHOCYANIN TỪ HOA BỤP
GIẤM, KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG OXY HÓA VÀ
ĐỘ BỀN CỦA DỊCH CHIẾT ANTHOCYANIN

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Chu Thị Bích Phượng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Cúc
MSSV: 1151110077

Lớp: 11DSH02

TP. Hồ Chí Minh, 2015


Đồ án tốt nghiệp


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Chúng tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của chúng tôi được
thực hiện dựa trên cơ sở lý thuyết, kiến thức và khảo sát thực tế dựa theo sự hướng dẫn
của Th.S Chu Thị Bích Phượng. Các số liệu sử dụng trong luận án có nguồn gốc rõ
ràng, đã công bố theo đúng quy định. Các kết quả nghiên cứu do chúng tôi tự tìm hiểu,
phân tích một cách trung thực, khách quan. Các kết quả này chưa từng được công bố
trong bất kì nghiên cứu nào khác. Một lần nữa chúng tôi xin khẳng định sự trung thực
về lời cam đoan trên, nếu có bất kì sự sao chép nào chúng tôi xin hoàn toàn chịu trách
nhiệm.

1


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, chúng tôi muốn bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến Th.S Chu Thị Bích
Phượng đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn trong suốt quá trình nghiên cứu để chúng tôi
có thể hoàn thành tốt luận văn này. Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô
trong hội đồng bảo vệ đã dành thời gian xem xét và cho những nhận xét quý báo về kết
quả nghiên cứu của chúng tôi.
Tiếp theo, chúng tôi chân thành cảm ơn tất cả các quý thầy cô trường Đại học
Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh, quý thầy cô thuộc khoa Công nghệ sinh học, thực
phẩm, môi trường đã hết lòng truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức quý báo và tạo
điều kiện thuận lợi cho chúng tôi học tập và nghiên cứu trong suốt những năm vừa qua.
Xin được gửi lời cảm ơn đến Th.S Huỳnh Văn Thành phụ trách tại Trung tâm thí
nghiệm hóa sinh trường Đại học Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã hết lòng hỗ trợ
chúng tôi trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận án tại trung tâm.
Một lần nữa chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình đã động viên
giúp chúng tôi hoàn thành tốt đề tài này. Cuối cùng là những lời cảm ơn đến các bạn là
thành viên lớp 11DSH01 và 11DSH02 cũng như tất cả các bạn thực hiện đồ án tại

Trung tâm thí nghiệm hóa sinh đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên và hỗ trợ để chúng tôi
có thể hoàn thành tốt đồ án này.

2


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

MỤC LỤC .............................................................................................................. 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... 7
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... 8
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ............................ 9
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 13
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BỤP GIẤM ...................................................... 13
Tên gọi ............................................................................................... 13
Phân loại thực vật............................................................................... 13
Hình thái, đặc điểm sinh trưởng ........................................................ 14
Phân bố ............................................................................................... 15
Giá trị sử dụng của cây bụp giấm ...................................................... 15
Thành phần hóa học của hoa bụp giấm ............................................. 17
1.2. Tổng quan về anthocyanin ........................................................................ 20
Giới thiệu............................................................................................ 20
Cấu trúc hóa học của anthocyanin ..................................................... 20
Tính chất của anthocyanin ................................................................. 21
Sự phân bố của anthocynin ................................................................ 22
Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ màu của anthocyanin .................... 23

3


Đồ án tốt nghiệp

Vai trò của hợp chất anthocyanin ...................................................... 28
1.3. Các phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa của anthocyanin .... 30
Phương pháp DPPH (Scavenging ability ability towards DPPH
radicals) ................................................................................................................... 30
Phương pháp ORAC (oxygen radical absorbance capacity)............. 32
Phương pháp TRAP (total radical-trapping antioxidant potential) ... 32
Phương pháp FRAP (ferric reducing-antioxidant power) ................. 33
Phương pháp TEAC (Trolox equivalent antioxidant capacity) ........ 33
Phương pháp polyphenol tổng ........................................................... 33
1.4. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới .................................... 34
Trên thế giới ....................................................................................... 34
Trong nước ......................................................................................... 35
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ................................................ 37
2.1. Thời gian và địa điểm. .............................................................................. 37
2.2. Vật liệu, hóa chất và thiết bị ..................................................................... 37
Vật liệu ............................................................................................... 37
Hóa chất và thiết bị ............................................................................ 38
2.3. SƠ ĐỒ NGHIÊN CỨU VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .............................. 39
Sơ đồ nghiên cứu ............................................................................... 39
Nội dung 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly và
thu nhận anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ............................................................. 40

4

Đồ án tốt nghiệp

Nội dung 2: Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết
anthocyanin bằng phương pháp DPPH ................................................................... 45
Nội dung 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của dịch
chiết anthocyanin. .................................................................................................... 45
Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 48
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 53
3.1. Nội dung 1: Kết quả khảo sát các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly
và thu nhận anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ............................................................ 53
Thí nghiệm 1: Kết quả khảo sát hệ dung môi thích hợp cho quá trình
tách chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. .......................................................... 53
Thí nghiệm 2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu
dung môi đến quá trình tách chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. ................... 56
Bảng 3.2. Hàm lượng anthocyanin thu được khi khảo sát ở các tỷ lệ nguyên
liệu dung môi tách chiết khác nhau....................... Error! Bookmark not defined.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lắc trong quá trình tách
chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. .................................................................. 58
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng trích ly
anthocyanin từ bụp giấm. ........................................................................................ 60
Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng trích ly
anthocyanin.............................................................................................................. 63
3.2. Nội dung 2: Kết quả xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết
anthocyanin bằng phương pháp DPPH. ...................................................................... 64
3.3. Nội dung 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến độ
bền của anthocyanin. .................................................................................................. 68

5

Đồ án tốt nghiệp

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ bền của dịch chiết
anthocyanin.............................................................................................................. 68
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến độ bền của
dịch chiết anthocyanin. ............................................................................................ 70
Kết quả khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của dịch trích anthocyanin
sau khi gia nhiệt....................................................................................................... 73
3.4. Bước đầu ứng dụng đài hoa bụp giấm trong sản xuất trà túi lọc ............. 75
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 78
4.1. Kết luận ..................................................................................................... 78
4.2. Kiến nghị ................................................................................................... 78

6


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

7


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số loại anthocyanin trong một số loại thực vật phổ biến. ............ 22
Bảng 3.1 Hàm lượng anthocyanin thu đươc khi tách chiết ở các hệ dung môi
khác nhau ......................................................................................................................... 53

Bảng 3.2 Hàm lượng anthocyanin thu được khi khảo sát ở các tỷ lệ nguyên liệu
dung môi tách chiết khác nhau. ...................................................................................... 56
Bảng 3.3 Hàm lượng anthocyanin thu được khi khảo sát ở các thời gian lắc khác
nhau.................................................................................................................................. 58
Bảng 3.4 Hàm lượng anthocyanin thu được khi tách chiết ở các khoảng pH khác
nhau.................................................................................................................................. 60
Bảng 3.5 Hàm lượng anthocyanin thu được khi trích ly ở các khoảng thời gian
khác nhau. ........................................................................................................................ 63
Bảng 3.6 Bảng giá trị nồng độ phần trăm bắt gốc DPPH của mẫu anthocyanin.
.......................................................................................................................................... 65
Bảng 3.7 Giá trị IC50 của một số mẫu thực vật .................................................. 67
Bảng 3.8 Hàm lượng anthocyanin thu được ở các khoảng nhiệt độ khác nhau . 68
Bảng 3.9 Hàm lượng anthocyanin thu được ở các khoảng thời gian gia nhiệt
khác nhau. ........................................................................................................................ 71
Bảng 3.10 Khả năng kháng oxy hóa của dịch chiết anthocyanin sau khi gia
nhiệt. ................................................................................................................................ 73
.

8


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hình dạng, đặc điểm của cây bụp giấm. .............................................. 14
Hình 1.2 Đài hoa bụp giấm sau khi được tách khỏi hạt...................................... 19
Hình 1.3 Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên. Các anthocyanin tương ứng
luôn được glycosyl hóa ở nhơm hydroxy C-3 ................................................................ 21
Hình 1.4 Cấu trúc chuyển hóa của anthocyanin trong nước............................... 24

Hình 1.5 ảnh hưởng của pH lên tốc độ thủy phân của quả dâu được đun nóng tại
450C trong oxygen và nitrogen ....................................................................................... 25
Hình 1.6 Sự biến tính của anthocyanin 3,5-di glucoside tại pH 3,7. .................. 26
Hình 1.7 Sự biến tính của anthocyanin với phản ứng oxy hóa catechol. ........... 26
Hình 1.8 Phản ứng ngưng tụ của ......................................................................... 27
Hình 1.9 Sơ đồ Jurd đối với phản ứng thuận nghịch giữa SO2 và anthocyanin . 28
Hình 1.10 Phản ứng giữa DPPH với một chất chống oxy hóa ........................... 31
Hình 2.1 Bột hoa bụp giấm sau khi được nghiền mịn và rây. ............................ 37
Hình 3.1 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin thu được khi trích ly bằng
các hệ dung môi khác nhau. ............................................................................................ 54
Hình 3.2 Màu sắc của dịch chiết anthocyanin ở các hệ dung môi khác nhau .... 55
Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin thu được khi trích ly bằng
các tỷ lệ nguyên liệu/100ml dung môi khác nhau. ......................................................... 57
Hình 3.4 Màu sắc của dịch trích anthocyanin khi khảo sát các tỷ lệ nguyên
liệu/dung môi khác nhau. ............................................................................................... 58

9


Đồ án tốt nghiệp

Hình 3.5 Mẫu dịch chiết anthocyanin được khảo sát ở các thời gian lắc khác
nhau.................................................................................................................................. 59
Hình 3.6 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin thu được khi lắc ở các
khoảng thời gian khác nhau. ........................................................................................... 59
Hình 3.7 Màu sắc của dịch chiết khi trích ly ở các pH = 1 và pH = 4. .............. 61
Hình 3.8 Màu sắc của dịch chiết khi trích ly ở các pH = 7 và pH = 9. .............. 62
Hình 3.9Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin thu được khi trích ly ở các
khoảng pH khác nhau ...................................................................................................... 62
Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin thu được ở các khoảng thời

gian khác nhau. ................................................................................................................ 64
Hình 3.11 Dịch trích anthocyanin khi tiến hành đo DPPH ................................ 65
Hình 3.12 Sự đổi màu của dịch trích anthocyanin khi cho dung dịch DPPH vào.
.......................................................................................................................................... 66
Hình 3.13 Đồ thị thể hiện sự liên quan giữa nồng độ anthocyanin và khả năng
kháng oxy hóa.................................................................................................................. 66
Hình 3.14 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin khi gia nhiệt ở các khoảng
nhiệt độ khác nhau........................................................................................................... 69
Hình 3.15 Dịch trích anthocyanin khi gia nhiệt ở 700C ...................................... 70
Hình 3.16 Hàm lượng anthocyanin khi gia nhiệt ở các thời gian khác nhau. .... 72
Hình 3.17 Dịch trích anthocyanin khi gia nhiệt ở 700C trong 5 phút................. 72
Hình 3.18 Sơ đồ tóm tắt kết quả thí nghiệm ....................................................... 75
Hình 3.19 Sơ đồ quy trình bước đầu sản xuất trà túi lọc từ đài hoa bụp giấm. . 76

10


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Song song với sự phát triển của khoa học thì đời sống của con người ngày càng
được nâng cao và đặc biệt sức khỏe luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu, con người
ngày càng muốn hướng đến những loại thực phẩm hoặc dược phẩm có nguồn gốc từ
thiên nhiên và mang lại hiệu quả tối ưu cho sức khỏe người sử dụng. Chính vì vậy, việc
chiết xuất các hợp chất chống oxy hóa từ thiên nhiên đang ngày càng được quan tâm.
Anthocyanin là chất chống oxy hóa rất phổ biến tồn tại hầu hết trong các thực vật bậc
cao và được tìm thấy trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu đỏ đến tím như: quả
nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đài hoa bụp giấm, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp
than, gạo đỏ,… Trong số đó đài hoa bụp giấm là nguyên liệu có hàm lượng

anthocyanin khá cao.
Nhiều nghiên cứu cho thấy bụp giấm không những là chất tạo màu tốt mà còn
có tác dụng tốt đối với sức khỏe vì thế nên nó được sử dụng rộng rãi để làm thuốc, và
điều chế các sản phẩm thực phẩm như trà, mứt, rượu, nước cốt quả. Đặc biệt đài hoa
bụp giấm là là một loại dược liệu rất có lợi cho sức khỏe. Tính theo hàm lượng chất
khô đài hoa bụp 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, magiê,
kẽm… Đài hoa bụp giấm chứa một loại chất chống oxy hóa rất hiếm là flavonoid lên
tới 12%. Chất này oxy hóa chậm hay ngăn cản một cách hữu hiệu quá trình oxy hóa
của các gốc tự do, có thể là nguyên nhân khiến các tế bào hoạt động khác thường. Từ
đó giúp làm chậm quá trình lão hóa.
Cho đến nay, việc nghiên cứu về cây bụp giấm, đặc biệt là anthocyanin từ cây
bụp giấm ở Việt Nam còn hạn chế. Đặc biệt, các nghiên cứu về khả năng kháng oxy
hóa của dịch chiết anthocyain từ hoa bụp giấm cũng như khảo sát ảnh hưởng của các
yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của dịch chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm vẫn chưa

11


Đồ án tốt nghiệp

được thực hiện. Chính vì vậy, chúng tôi thực hiện đề tài nghiên cứu “Tối ưu hóa quá
trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp giấm, khảo sát khả năng kháng oxy hóa và
độ bền của dịch chiết anthocyanin”.
2. Mục tiêu của đề tài
-

Tối ưu hóa quá trình tách chiết anthocyanin và khảo sát các yếu tố ảnh
hưởng đến hàm lượng anthocyanin từ đó tìm ra điều kiện chiết tách phù hợp
nhất để thu nhận được lượng lớn anthocyanin từ đài hoa bụp giấm.

-

Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của anthocyanin trích ly từ đài hoa bụp
giấm

-

Bước đầu ứng dụng đài hoa bụp giấm trong sản phẩm trà túi lọc, tạo cơ sở
khoa học ban đầu cho các nghiên cứu về sau.

3. Nội dung nghiên cứu
-

Nội dung 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly và thu nhận
anthocyanin từ đài hoa bụp giấm.

-

Nội dung 2: Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết anthocyanin
bằng phương pháp DPPH.

-

Nội dung 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của dịch chiết
anthocyanin.

4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin trong dịch chiết đài hoa bụp
giấm.

Phương pháp xác định tính kháng oxy hóa của anthocyanin.

12


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BỤP GIẤM
Tên gọi
Tên khoa học: Hibiscus sabdariffa Linn
Tên tiếng Anh: Roselle
Tên thường gọi: Atiso đỏ, bụp giấm, hoa vô thường, hoa lạc thần, lạc tể quỳ, mai côi
gia, đay nhật, cây me chua, me chua đỏ.
Tên đồng nghĩa: Abelmoschus cruentus, Hibiscus digitatus, Hibiscus gossypiifolius,
Hibiscus sanguineus, Sabdariffa rubra.
Phân loại thực vật
Theo phân loại thực vật học, cây bụp 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 (Malvaccae)

-

Chi (genus):

Dâm bụt (Hibiscus)

-

Loài (Species):

Sabdariffa

-

Binomial name:

Hibiscus Sabdariffa

13


Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.1 Hình dạng, đặc điểm của cây bụp giấm.
Hình thái, đặc điểm sinh trưởng
Bụp giấm là loại cây sống một năm thân thảo dạng thẳng, rậm rạp, mọc dạng
bụi nhỏ, với thân mịn gần như nhẵn, hình trụ, cao 1,5 – 2m, có rễ cái ăn sâu vào đất,
thân phân nhánh gần gốc thân có màu xanh lá cây hoặc đỏ thẫm, phần đài hoa màu
vàng hoặc đỏ nhạt có thể ăn được (Brouk, 1975; Purseglove, 1986; Morton, 1987).
Hoa đơn độc, mọc gần nách có màu vàng hoặc màu da bò và chuyển sang màu hồng
khi tàn lụi vào cuối ngày, đường kính hoa từ 8 - 10cm. Tràng hoa màu vàng hồng hay
tía có khi màu trắng. Lá hình trứng, mép có răng, lá có màu xanh với các gân đỏ và
cuống lá dài khoảng 7,5 – 12,5cm. Quả nang hình trứng, có lông nhung và có màu
xanh lá khi chưa trưởng thành, mỗi quả được chia thành 5 van, với mỗi van có chứa từ
3- 4 hạt, các hạt chuyển sang màu nâu và tách ra khỏi van khi trưởng thành và khô.
Cây ra hoa từ tháng 7 đến tháng 10 hằng năm (Omobuwajo và cộng sự, 2000).

Chu kì sinh trưởng và phát triển của cây bụp giấm từ 4 - 6 tháng, là một trong
những loài hoa được trồng phổ biến nhất hiện nay, được trồng thành công ở vùng khí
hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, sinh trưởng tốt nhất ở môi trường đất tơi xốp, tốt nhất là

14


Đồ án tốt nghiệp

một phần đất thịt pha với cát và một ít mùn, tuy nhiên nó vẫn thích ứng tốt với nhiều
loại đất đồi xấu khô cằn khác nhau nó có hơn 300 loài phân bố khắp thế giới. Bụp giấm
có thể chịu nóng và khí hậu ẩm ướt với nhiệt độ ban đêm dưới 21 độ, và dễ chết khi
nhiệt độ quá lạnh, băng giá và sương mù (Robert, 2005).
Phân bố
Bụp giấm là loài cây trồng rất phổ biến, nó có thể được tìm thấy ở tất cả những
vùng có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới như: Ấn Độ, Malaysia, Thái Lan, Việt Nam,
Sudan, Philippin, Mexico, Indonesia (Mat Isa và cộng sự, 1985). Cây bụp giấm có
nguồn gốc từ Angola, sau lan sang Ấn Độ, Malaysia, Philppin, Indonexia, Thái Lan,
Trung Mỹ và Bắc Phi và hiện đang là một loại cây trồng thương mại lớn của Malaysia
(Abu – Tarboush và cộng sự, 1997).
Ở nước ta, cây được trồng thử nghiệm để phủ đất trống, đồi trọc cho kết quả ở
Hà Tây, Hòa Bình, Bắc Giang, Thái Nguyên, Ba Vì và một số tỉnh sau này như Bà Rịa
Vũng Tàu, Đồng Nai. Tuy nhiên, cây được trồng thành công ở Việt Nam chủ yếu thuộc
các tỉnh miền Trung, thích hợp với đất đồi núi và trung du. Nó được trồng xen với các
loại cây trồng chủ lực khác như lúa, mè, ngô, đậu...và không đòi hỏi phải chăm sóc kĩ.
Giá trị sử dụng của cây bụp giấm
Theo các nhà khoa học, hoa bụp giấm có rất nhiều tác dụng dược lý có ích cho
sức khỏe, hiện nay nó được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm cũng như trong ngành
dược phẩm, cụ thể như sau:
Hạ huyết áp: kết quả nghiên cứu của Herrera và cộng sự (Phytomedicine, 2004),

cho thấy khi uống 10g đài hoa bụp giấm khô hãm với 519ml nước nóng mỗi ngày
trước bữa sáng liên tục bốn tuần, huyết áp tâm thu giảm 11% và huyết áp tâm trương
giảm 12,5%, tương đương với bệnh nhân đối chứng uống Captoril liều 50mg/ngày.

15


Đồ án tốt nghiệp

Bảo vệ gan: dịch chiết nước và anthocyanin (200mg/kg) của đài hoa bụp giấm
làm giảm men gan ALS, AST trên bệnh nhân rối loạn chuyển hóa. Dịch chiết ethanol
cũng làm giảm đáng kể peroxide lipid trên mô hình hoại tử gan bằng carbon
tetracholorid (Dahiru và cộng sự, 2003).
Hạ đường huyết: bụp giấm có khả năng ức chế alpha-glucoside và alphaamylase, hai enzyme liên quan mật thiết đến chuyển hóa nhóm bột đường
(carbohydrate) của cơ thể (Ademiluyui, J Med Food, 2012). Trên mô hình tăng đường
huyết bằng streptozotocin hoặc alloxan, uống 100 - 200mg/kg/ngày, nồng độ glucose
máu giảm 60 - 65% (Peng và JAgric Food Chem, 2011; Farombi, Fundam Clin
Pharmacol, 2007).
Hạ mỡ máu: khá nhiều nghiên cứu thực hiện trên các dạng chế phẩm khác nhau
từ bụp giấm (đài hoa khô, dịch chiết cồn, viên nang, trà), thời gian theo dõi từ 1 - 3
tháng, cho thấy bụp giấm thể hiện tác dụng giảm cholesterol toàn phần (7,6 - 26%),
giảm triglyceride (23 - 48%), giảm LDL-C (8 - 32%), tăng HDL-C (10 - 16,7%) giảm
cholesterol trong máu, có tác dụng chống viêm, sưng, tăng cường chức năng tiêu hóa.
Chống oxy hóa bảo vệ tế bào cơ thể, chống sự oxy hóa và các gốc tự do bảo vệ
tế bào. Sửa đổi những đột biến gen, ngăn ngừa ung thư, nâng đỡ chức năng gan, mật,
hạn chế sự béo phì do tích tụ mỡ trong máu, bảo vệ thành mạch thay đổi thành phần
nước tiểu, góp phần ngăn ngừa và làm giảm sỏi thận.
Ở Ai Cập và Sudan, hoa bụp giấm được sử dụng như là thức uống giúp làm
giảm nhiệt độ cơ thể, điều trị tim mạch. Trong y học dân gian Châu Phi, người ta sử
dụng hoa bụp giấm để trị chứng chống co thắt, lợi tiểu và thuốc trừ giun sán. Các ứng

dụng khác được sử dụng rộng rãi ở Bắc Phi bao gồm: dùng hoa bụp giấm để trị ho và
đau họng, trong khi đó bột lá được dùng để trị vết thương ngoài da.
Ngoài ra, cây bụp giấm có thể dùng để làm cây hoa cảnh hoặc có thể sử dụng
để làm thảo dược và thực phẩm chức năng. Cây bụp giấm dễ trồng bằng hạt, thích hợp

16


Đồ án tốt nghiệp

với điều kiện khí hậu nước ta, có thể trồng trong các vườn gia đình để lấy đài hoa làm
nước uống và làm thuốc.
Thành phần hóa học của hoa bụp giấm
Hoa bụp giấm là một loại cây dược liệu giàu dinh dưỡng. Tính theo hàm lượng
chất khô bụp giấm chứa hàm lượng anthocyanin khoảng 1,5%, acid hữu cơ khoảng 15 30%, các vitamin A, B1, B2, C, E, F và nhiều loại khoáng chất như sắt, đồng, canxi,
magiê, kẽm, photpho,…Thành phần dinh dưỡng chủ yếu được chứa trong đài hoa.
1.1.6.1 Các hợp chất chủ yếu trong hoa bụp giấm
Hợp chất anthocyanin: anthocyanin mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực
rỡ khác nhau theo độ pH như xanh, hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian.
Anthocyanin trong đài hoa bụp giấm gồm cyanidin-3-sambubiosid, cyaniding-3glucoside, delphinidin-3-sambubiosid, delphidin-3-glucoside và một ít sắc tố khác.
Ngoài ra, còn có dephinidin là athocyanin mất hết nhóm đường gọi là anthocyadin hay
aglycon.
Hibiscin: Hibiscin đã được xác định có sắc tố chủ yếu là daphniphylline. Ngoài
ra còn có các lượng nhỏ myrtillin (delphinidin-3-monoglucoside), chrysanthenin
(cyannidin-3-monoglucoside) và delphinidin. Chất hibiscin có trong đài hoa được xác
định có tác dụng kháng sinh, kháng khuẩn, kháng nấm, chống độc…
Gossypetin: Gossypetin là một flavonol, một loại flavonoid. Được phân lập từ
hoa và đài hóa bụp giấm. Gossypetin có tính kháng khuẩn mạnh.
Quercetin: Quercerin được biết đến như một hoạt chất có khả năng chống oxy
hóa mạnh, có tác dụng tốt đối với bệnh xơ vữa động mạch, ức chế tăng tính thấm thành

mạch, làm bền vững thành mạch.

17


Đồ án tốt nghiệp

Các acid hữu cơ
 Acid protocatechuic
Acid protocatechuic là một acid dihydroxybenzoic, một loại acid phenolic. Acid
protocatechuic có tác dụng hỗn hợp lên các tế bào bình thường và ung thư, có tác dụng
chống oxy hóa cao, kháng nấm, tăng cường sức đề kháng nội sinh chống lại nấm.
 Acid ascorbis (vitamin C)
Vitamin C, tên hóa học là acid ascorbic có rất nhiểu trong các loại thực vật.
Vitamin C được hấp thụ chủ yếu ở ruột non và tham gia vào nhiều quá trình chuyển
hóa quan trọng trong cơ thể. Giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sức đề kháng
chống nhiễm khuẩn và chống oxy hóa (khử các gốc tự do).
 Aicd citric
Acid citric là một chất bảo quản tự nhiên. Trong hóa sinh học, nó là một tác
nhân trung gian hóa học quan trọng và vì thế nó xuất hiện gần như ở mọi sinh vật.
 Acid malic
Acid malic là một hợp chất hữu cơ thuộc loại acid dicaboxylic. Tinh thể không
màu, rất háo nước nên dễ tan trong nước và ethanol.
 Acid tartaric
Aicd tartaric là tinh thể không màu, tan tốt trong nước, acid tartaric có tác dụng
tạo hương vị chua tương hỗ với các chất có tác dụng chống oxy hóa nên được xem như
là một chất chống oxy hóa.
1.1.6.2 Các thành phần hóa học trong đài hoa bụp giấm
Đài hoa là bộ phận quan trọng nhất được hầu hết các nhà máy khai thác và thu
nhận, hoa bụp giấm sau khi được thu hoạch được loại bỏ các hạt và cánh hoa chỉ lấy

phần thịt đài. Màu đỏ từ đài hoa và hương vị độc đáo của bụp giấm làm cho các sản

18


Đồ án tốt nghiệp

phẩm thực phẩm có giá trị và tăng tính cảm quan cho sản phẩm (Tsai và cộng sự,
2002). Ở phương Tây, các đài hoa tươi được sử dụng để làm rượu vang, mứt, sirô,
galetin, đồ uống, bánh pudding và bánh ngọt, ngoài ra đài hoa khô còn được sử dụng
để làm chè, thạch, mứt, kem, bơ, bánh nướng, nướt sốt, bánh và các món tráng miệng
khác. Đài hoa cũng được sử dụng phổ biến ở Tây Ấn để tạo hương vị và là thành phần
chính trong “rum”.

Hình 1.2 Đài hoa bụp giấm sau khi được tách khỏi hạt.
Không chỉ có ứng dụng trong thực phẩm, đài hoa bụp giấm còn được sử dụng
trong ngành công nghiệp dược phẩm để làm giảm các triệu chứng của viêm phế quản
và ho, điều trị tăng huyết áp, tiêu chảy (Chewonarin và cộng sự, 1999). Đài hoa rất
giàu vitamin C, được sử dụng để sản xuất các loại nước ép. Theo nghiên cứu (Duke và
cộng sự, 1984) cho thấy trong 100g đài hoa tươi chứa 84,5% độ ẩm, 49 calo, 1,9g
prôtêin, 0,1g chất béo, 12,3g carbohydrate, 2,3g chất xơ, 1,2g tro 2,85mg vitamin D,
0,04mg vitamin B1, 0,6mg vitamin B2 1,72mg canxi, 57mg sắt, 300mg carotene tương
đương, 14mg acid ascorbic/100g và 0,5mg vitamin B phức tạp, ngược lại trong đài hoa
khô chứa một lượng cao acid ascorbic khoảng 280 – 360mg/100g (Mat Isa, 1985).

19


Đồ án tốt nghiệp

Điều này cho chúng ta thấy rằng, đài hoa bụp giấm có chứa có chứa một hàm lượng
acid ascorbic cao hơn cam và ổi (Tee và cộng sự, 1997). Theo Morton (1987), trong
đài hoa bụp giấm khô chứa các flavonoid gosypetine và daretine, các sắc tố như:
anthocyanin, hibiscin, cyaniding và delphinidin. Các anthocyanin là sắc tố chủ yếu tạo
nên màu đỏ cho đài hoa bụp giấm và là chất tạo màu tốt trong các loại nước trái cây
được chiết xuất từ thiên nhiên, nó cũng là một nguồn tiềm năng của các thành phần
chống oxy hóa tốt (Tsai và Ou, 1996). Ngoài ra, các nghiên cứu khác cũng cho rằng đài
hoa bụp giấm chứa hàm lượng vitamin C nhiều gấp ba lần so với nho đen (Ribesnigrum L., 1990) và hơn chín lần so với cam quýt (Citrus Sinensis L, 1989).
1.2. Tổng quan về anthocyanin
Giới thiệu
Các anthocyanin hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nước lớn nhất
trong giới thực vật. Anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc khác nhau
như hồng, đỏ, cam, và các gam màu trung gian. Các anthocyanin khi mất hết các nhóm
đường được gọi là anhthocyanin hay aglycon. Mỗi anthocyanin có thể bị glycosyl hóa
acylate bởi các loại đường và các acid khác tại các vị trí khác nhau. Vì thế lượng
anthocyanin lớn hơn anthocyanidin từ 15 - 20 lần.
Cấu trúc hóa học của anthocyanin
Anthocyanin thuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong
nước và chứa trong các không bào. Về bản chất, các anthocyanin là những hợp chất
glucoside của dẫn xuất polyhydroxy và polymethoxy của 2-phenylbenzopyrylium hoặc
muối flavylium. Cho đến nay, người ta đã xác định được 18 loại aglycon khác nhau,
trong đó có 6 loại phổ biến nhất là pelargonidin, cyaniding, delphinidin, peonidin,
pentunidin và maldivin.

20


Đồ án tốt nghiệp

Trong tự nhiên, anthocyanin rất hiếm gặp khi ở trạng thái tự do. Nhóm hydroxyl

tự do ở vị trí C-3 làm cho phân tử anthocyanin trở nên không ổn định và làm giảm khả
năng hòa tan của nó so với anthocyanin tương ứng. Vì vậy, sự glycosyl hóa luôn diễn
ra, đầu tiên ở vị trí nhóm 3-hydroxy. Nếu có thêm một phân tử đường nữa, vị trí tiếp
theo bị glycosyl hóa thường gặp nhất là ở C-5. Ngoài ra, sự glycosyl hóa còn có thể
gặp ở các vị trí C-7, C-3’, C-5’.

Hình 1.3 Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên. Các anthocyanin tương ứng luôn
được glycosyl hóa ở nhơm hydroxy C-3
Tính chất của anthocyanin
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân
cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong
dịch bão hòa. Màu sắc anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, các chất màu
và nhiều yếu tố khác,… khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene thì màu xanh
càng đậm. Mức độ metyl hóa các nhóm OH ở vòng benzene càng cao thì màu càng đỏ.
Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi
theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít.
Các anthocyanin cũng phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường:
• Khi pH > 7 các anthocyanin có màu xanh và khi pH < 7 các anthocyanin
có màu đỏ.

21


Đồ án tốt nghiệp

• Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ.
• Ở pH = 4 - 5 chúng có thể chuyển về dạng bazo cacbinol hay chalcon
không màu
• Ở pH = 7 - 8 anthocyanin về lại dang bazo quinoidal anhydro màu xanh
Màu sắc của anthocyanin còn có thể thay đổi do hấp thụ ở trên polysaccharide.

Khi đun nóng lâu các anthocyanin có thể bị phá hủy và mất màu đặc biệt là các
anthocyanin của dâu tây, anh đào, củ cải. Ngược lại anthocyanin của phúc bồn tử đen
không thay đổi. Nhìn chung khi gia nhiệt các chất màu đỏ dễ bị phá hủy, còn chất màu
vàng khó bị phá hủy hơn.
Sự phân bố của anthocynin
Anthocyanin tập trung ở những cây hạt kín và những thực vật có hoa, phần lớn nằm
ở hoa và quả, ngoài ra cũng có ở lá và rễ. Trong những loài thực vật này, anthocyanin
được tìm thấy chủ yếu ở các lớp tế nào nằm bên ngoài như biểu bì. Các hợp chất
anthocyanin xuất hiện rộng rãi trong khoảng ít nhất 27 họ, 73 loài và trong nhiều giống
thực vật thường có trong những loại rau quả có màu đỏ, xanh và tím như: dâu tây, bắp
cải , nho…
Bảng 1.1 Một số loại anthocyanin trong một số loại thực vật phổ biến.
Cây

Anthocyanin

Bắp cải tím

Rubrobraxinin

Cúc tây

Pelargonin

Hoa hồng

Xianin

Quả anh đào

Ceraxianin

Quả việt quất

Idanin

Quả nho

Enin

Hoa cẩm quỳ

Malvin

Hoa mẫu đơn

Peonin

22


Đồ án tốt nghiệp

Hoa anh thảo

Hirxutin

Hoa bụp giấm

Cyanidin, peonidin, mono- và biosides

Đậu nành (vỏ)

Cyanidin, peonidin

Củ hành đỏ

Cyaniding-3-glucoside, 3-galactoside, 3-diglucoside và
3-laminarriobioside, peonidin-3-glucoside

Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ màu của anthocyanin
So với đa số các chất màu thiên nhiên, anthocyanin là chất màu có độ bền kém
hơn, nó chỉ thể hiện tính bền trong môi trường acid. Ngoài ra, nó có thể bị phân hủy tạo
thành dạng không màu và sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy có dạng màu nâu cộng
với những sản phẩm không tan.
Độ bền của các anthocyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu trúc hóa học
của anthocyanin, pH, nhiệt độ, sự có mặt của các chất đồng sắc tố, ion kim loại, oxy,
acid ascorbic, SO2, ánh sáng, enzyme, đường và các sản phẩm biến tính của chúng. Vì
vậy, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền màu của anthocyanin là điều cần
thiết trước khi ứng dụng nó như một chất màu thực phẩm.
1.2.5.1 Cấu trúc
 Cấu trúc chuyển hóa
Trong môi trường nước các anthocyanin tự nhiên giống như chất chỉ thị pH. Đỏ
ở pH thấp, đỏ xanh ở pH trung gian và không màu ở pH cao.

23