Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm soát quá trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi giàu chất béo

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ MAI LIÊN
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT POLYPHENOL TỪ BÃ ỔI ĐÀO SAU KHI

SẢN XUẤT NƯỚC ÉP VÀ HƯỚNG TỚI ỨNG DỤNG KIỂM SỐT Q
TRÌNH OXY HĨA THỨC ĂN CHĂN NI GIÀU CHẤT BÉO

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo:

Chính quy

Chun nghành:

Cơng nghệ Thực phẩm

Khoa:

CNSH - CNTP

Khóa học:

2016 - 2020

Thái Nguyên - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN THỊ MAI LIÊN
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT POLYPHENOL TỪ BÃ ỔI ĐÀO SAU KHI

SẢN XUẤT NƯỚC ÉP VÀ HƯỚNG TỚI ỨNG DỤNG KIỂM SỐT Q
TRÌNH OXY HĨA THỨC ĂN CHĂN NI GIÀU CHẤT BÉO

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo:

Chính quy

Chun nghành:

Cơng nghệ Thực phẩm

Lớp:

K48 - CNTP

Khoa:

CNSH - CNTP

Khóa học:

2016 - 2020

Người hướng dẫn: TS. Lương Hùng Tiến

Thái Nguyên - 2020


i

LỜI CẢM ƠN
Đề tài “Nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất
nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm sốt q trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi
giàu chất béo” là nội dung em lựa chọn để nghiên cứu và làm khóa luận tốt nghiệp
sau bốn năm theo học chuyên ngành Công nghệ thực phẩm tại trường Đại học Nơng
Lâm Thái Ngun.
Để hồn thành q trình nghiên cứu và hồn thiện khóa luận này, trước tiên
em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Nơng Lâm Thái Ngun,
các phịng ban liên quan, Ban chủ nhiệm khoa CNSH - CNTP đã giảng dạy, hướng
dẫn để em có những kiến thức như ngày hơm nay.
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: TS. Lương
Hùng Tiến thuộc khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm trường Đại
học Nơng Lâm Thái Ngun đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời
gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp đại học.
Tiếp theo em xin cảm ơn Th.S Lưu Hồng Sơn và các cán bộ thuộc khoa Công
nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm đã hướng dẫn các kỹ năng trong phịng thí
nghiệm, động viên tinh thần và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em có thể hồn thành
khóa luận tốt nghiệp.
Cuối cùng em xin được bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã
ln động viên, khích lệ em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu để hoàn
thành tốt đề tài.
Trong q trình thực hiện nghiên cứu khơng thể tránh khỏi những thiếu sót

nên em rất mong nhận được sự góp ý của q thầy cơ và các bạn để khóa luận được
hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020
Sinh viên
Nguyễn Thị Mai Liên


ii

TPC
EtOH
MeOH
DW
DPPH
GAE


iii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm......................................................... 18
Bảng 3.2. Dụng cụ, thiết bị sử dụng trong thí nghiệm............................................. 19
Bảng 3.3. Bảng mã hóa các điều kiện tối ưu........................................................... 27
Bảng 3.4. Ma trận thực nghiệm Box- Behnken ba yếu tố và hàm lượng polyphenol
của dịch chiết bã ổi đào.......................................................................... 27
Bảng 4.1. Bảng so sánh hàm lượng polyphenol thu được ở các loại dung môi
khác nhau............................................................................................... 37
Bảng 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu đến
hàm lượng polyphenol........................................................................... 38

Bảng 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng
polyphenol............................................................................................. 38
Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng
polyphenol............................................................................................. 39
Bảng 4.5. Kết quả ma trận thực nghiệm Box- Behnken

ba yếu tố chiết Polyphenol

từ bã ổi đào............................................................................................ 40
Bảng 4.6. Kết quả ma trận thực nghiệm Box-Behnken ba yếu tố chiết polyphenol từ
bã ổi đào................................................................................................. 41
Bảng 4.7. Kết quả đáng giá chỉ tiêu vi sinh vật theo 10TCN 863:2006...................44
Bảng 4.8. Chỉ số axit và chỉ số peroxyt ban đầu của thức ăn chăn nuôi..................44
Bảng 4.9. Sự biến đổi chỉ số axit và chỉ số peroxyt của thức ăn chăn ni có bổ sung
dịch chiết polyphenol trong 30 ngày bảo quản....................................... 45


iv

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Quả ổi........................................................................................................ 3
Hình 2.2. Lá, Hoa, Quả và hạt, thân và vỏ cây ổi...................................................... 4
Hình 2.3. a) Quả ổi ruột đỏ b) Quả ổi ruột trắng....................................................... 4
Hình 2.4. Epicatechin................................................................................................ 9
Hình 2.5. Epigalocatechin................................................................................................................. 9
Hình 2.6. Quercetin................................................................................................... 9
Hình 2.7. Kampherol........................................................................................................................... 9
Hình 2.8. Antocyanidin........................................................................................... 10
Hình 2.9. Polyphenol............................................................................................... 10
Hình 4.1. Bề mặt đáp ứng hàm lượng polyphenol................................................... 42

Hình 4.2. Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu ở hàm lượng polyphenol.....................42
Hình 4.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết bã ổi đào.........................43
Hình 4.4. Sơ đồ hồn thiện quy trình tách chiết polyphenol.................................... 46


v

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................ i
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT................................................................. ii
DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................iii
DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................ iv
MỤC LỤC................................................................................................................. v
Phần 1. MỞ ĐẦU.................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................... 1
1.2. Mục đích nghiên cứu.......................................................................................... 2
1.3. Yêu cầu............................................................................................................... 2
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài............................................... 2
1.4.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................................. 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn............................................................................................. 2
Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.......................................................................... 3
2.1. Giới thiệu về cây ổi............................................................................................ 3
2.1.1. Đặc điểm thực vật............................................................................................ 3
2.1.2. Đặc điểm phân bố và sinh thái......................................................................... 4
2.1.3. Thành phần hóa học của quả ổi....................................................................... 4
2.1.4. Hoạt tính sinh học và cơng dụng..................................................................... 5
2.2. Giới thiệu chung về polyphenol và cơ chế chống oxy hóa của hợp chất
polyphenol................................................................................................................. 7
2.2.1. Polyphenol....................................................................................................... 7
2.2.2. Cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol..................................... 11

2.3. Gốc tự do, q trình oxy hóa chất béo.............................................................. 13
2.3.1. Gốc tự do....................................................................................................... 13
2.3.2. Q trình oxy hóa.......................................................................................... 14
2.3.3. Biện pháp hạn chế q trình oxy hóa............................................................. 14
2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách chiết polyphenol [5].........................14


vi

2.4.1. Loại dung môi............................................................................................... 14
2.4.2. Tỷ lệ dung môi trên nước.............................................................................. 15
2.4.3. Thời gian chiết............................................................................................... 15
2.4.4. Nhiệt độ chiết................................................................................................ 15
2.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới............................................ 15
2.5.1. Trên thế giới.................................................................................................. 15
2.5.2. Trong nước.................................................................................................... 17
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......18
3.1. Đối tượng, địa điểm, vật liệu và thời gian nghiên cứu...................................... 18
3.1.1. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu...................................................................... 18
3.1.2. Hoá chất sử dụng........................................................................................... 18
3.1.3. Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu......................................................................... 19
3.2. Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu...................................................... 19
3.2.1. Phạm vi nghiên cứu....................................................................................... 19
3.2.2. Địa điểm nghiên cứu..................................................................................... 20
3.2.3. Thời gian nghiên cứu..................................................................................... 20
3.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................................ 20
3.4. Phương pháp phân tích..................................................................................... 20
3.4.1. Xác định trọng lượng khơ của nguyên liệu.................................................... 20
3.4.2. Xác định hàm lượng polyphenol tổng số....................................................... 22
3.5. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. 22

3.5.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu..................................................................... 22
3.5.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm...................................................................... 23
3.5.3. Phương pháp nghiên cứu nội dung 4: Đánh giá khả năng chống oxy hóa của
dịch chiết polyphenol bằng thử nghiệm DPPH và ứng dụng bảo quản thức ăn chăn
nuôi giàu chất béo................................................................................................... 28
3.5.4. Phương pháp nghiên cứu nội dung 5: Hồn thiện quy trình thu dịch chiết từ
bã quả ổi đào........................................................................................................... 35
3.6. Phương pháp xử lý số liệu................................................................................ 35


vii

Phần 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN................................................................. 36
4.1. Kết quả đánh giá thành phần nguyên liệu ban đầu........................................... 36
4.1.1. Kết quả xác định trọng lượng khô của nguyên liệu....................................... 36
4.1.2. Kết quả xác định hàm lượng polyphenol tổng số..........................................36
4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tách chiết thu dịch chiết tổng từ bã
ổi đào....................................................................................................................... 37
4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi và nồng độ của dung môi chiết đến
hàm lượng polyphenol............................................................................................. 37
4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu đến hàm lượng
polyphenol............................................................................................................... 37
4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol.............38
4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol...............39
4.3. Thử nghiệm tách chiết trên điều kiện tối ưu..................................................... 40
4.3.1. Kết quả thử nghiệm tối ưu hóa q trình tách chiết polyphenol từ bã ổi đào . 40

4.4. Kết quả xác định khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào thông qua
khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) và ứng dụng bảo
quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo...................................................................... 42

4.4.1. Kết quả xác định khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào thông qua
khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH)............................. 42
4.4.2. Kết quả ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo........................44
4.4.3. Khảo sát hàm lượng chất béo có trong thức ăn chăn ni giàu chất béo.......44
4.5. Hồn thiện quy trình tách chiết polyphenol từ bã ổi đào.................................. 46
Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................. 47
5.1. Kết luận............................................................................................................ 47
5.2. Kiến nghị.......................................................................................................... 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 48
PHỤ LỤC


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây việc tiêu thụ nhiều loại nước trái cây nhiệt đới có
giá trị dinh dưỡng đã tăng lên đáng kể. Quả ổi là một nguồn thực phẩm có nhiều
chất chống oxy hóa như polyphenol và β-carotenes [9, 10 và 11]. Trong ổi cũng có
một lượng lớn vitamin như axit ascorbic [11] và là một nguồn chứa rất nhiều các
khoáng chất quan trọng như photpho, canxi, và sắt [10, 12]. Hơn nữa, quả ổi có thể
được làm thành nhiều dạng sản phẩm thực phẩm nhờ có mùi hương rất đặc biệt.
Quả ổi còn được sử dụng để sản xuất sản phẩm nước ép công nghiệp hay phối trộn
với các loại nước ép khác. Sau khi sản xuất nước ép ổi đào, lượng bã cịn lại cũng
có thể được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Các nghiên cứu đã được tiến hành trên
lượng bã cịn sót lại từ q trình sản xuất nước ổi ép cho thấy vẫn còn các hợp chất
polyphenol như axit polyphenol và flavonoid, là các hợp chất chống oxy hóa.Việc
tái sử dụng một cách hiệu quả lượng bã quả ổi thừa có thể là nguồn cung cấp
polyphenol quan trọng, thể hiện qua nghiên cứu gần đây của Jimenez-Escrig và

cộng sự [13]. Vì vậy tách chiết triệt để các hợp chất có giá trị từ bã quả ổi sau khi ép
giúp tránh lãng phí một cách có hiệu quả. Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới sản
xuất nhiều loại nước trái cây như: ổi, măng cụt, sầu riêng,... Quả ổi là một trong
những loại trái cây hàng đầu được phân phối trên toàn quốc. Tuy nhiên việc bảo
quản còn nhiều hạn chế, do thực tế quả ổi rất dễ thâm sạm, hư hỏng và không thể
cất giữ trong một thời gian dài nếu như khơng có nguồn ra là các nhà máy sản xuất
hoặc siêu thị sẽ dẫn đến giá bán giảm và dẫn đến thua lỗ cho nơng dân. Do đó,
nghiên cứu này nhằm mục đích tận dụng triệt để các hoạt chất cịn sót lại trong bã ổi
đào sau khi sản xuất nước ép của các nhà máy để sử dụng làm sản phẩm phụ phẩm
có giá trị. Các polyphenol không chỉ là các hoạt chất đóng vai trị quan trọng đối với
sức khỏe của con người mà chúng cịn đóng vai trị rất quan trọng đối với sức khỏe
của vật ni. Bên cạnh đó thức ăn thành phẩm rất dễ bị oxy hóa đặc biệt đối với
thức ăn thành phẩm có hàm lượng chất béo cao hoặc thức ăn được bảo quản trong
thời gian dài ở điều kiện khơng thuận lợi gây ra mùi khó chịu và làm hao hụt dinh
dưỡng trong thức ăn của vật nuôi.


2

Từ lý do trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tách chiết
polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm
sốt q trình oxy hóa thức ăn chăn ni giàu chất béo”.
1.2. Mục đích nghiên cứu
đào.
-

Tách chiết polyphenol từ bã quả ổi đào sau khi sản xuất nước ép ổi

Đánh giá hoạt tính sinh học của dịch chiết và hướng tới ứng dụng bảo quản

thức ăn chăn nuôi giàu chất béo.
1.3. Yêu cầu
-

Đánh giá được thành phần nguyên liệu ban đầu.

Nghiên cứu lựa chọn được một số thông số tách chiết polyphenol
thích hợp
-

Tối ưu hóa được điều kiện chiết polyphenol trên dung mơi đã chọn.

Đánh giá được hoạt tính sinh học của dịch chiết polyphenol và thử nghiệm

kiểm soát khả năng chống oxy hóa của dịch chiết polyphenol trong việc bảo quản
thức ăn chăn ni giàu chất béo.
Hồn thiện được quy trình tách chiết dựa trên các thơng số cơng
nghệ đã
phân tích.
1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Tạo ra quy trình tách chiết polyphenol từ bã quả ổi đào và đánh giá được hoạt
tính chống oxy hóa của dịch chiết.
Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại các kiến thức đã học và bổ sung vào
kiến thức lý thuyết được học thông qua hoạt động thực tiễn.
Giúp bản thân sinh viên học hỏi kiến thức, tích lũy được kinh nghiệm thực tế
cũng như tác phong làm việc, nghiên cứu khoa học phục vụ cho cho công tác sau này.

1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Góp phần gia tăng hiệu quả kinh tế cho người dân trồng ổi với khả năng tận

dụng phụ phẩm từ quả ổi.


Hướng tới ứng dụng thử nghiệm polyphenol từ bã quả ổi vào bảo quản thức
ăn chăn nuôi ngăn ngừa sự oxy hóa chất béo.


3

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu về cây ổi
Ổi (danh pháp khoa học: Psidium guajava) là loài cây ăn quả thường xanh
lâu năm, thuộc họ Đào kim nương, có nguồn gốc từ Brasil được Carl Linnaeus mô
tả khoa học đầu tiên vào năm 1753.
Cây Ổi thuộc:
Giới
Bộ
Họ
Chi
Lồi
Hình 2.1. Quả ổi
2.1.1. Đặc điểm thực vật
Chi Psidium có 3 lồi chính là:
- Psidium littorale Raddi (ổi xẻ): cây gỗ nhỏ, cao khoảng 6m, nhánh trịn. Lá
khơng có lơng. Hoa đơn độc mọc ở nách lá, màu trắng [2].
-

Psidium cujavillus Burm (ổi cảnh): cây gỗ nhỏ, cao 2 - 3m, nhánh non

vuông. Lá có phiến nhỏ, dài 3 - 5cm, rộng 1 - 1,8cm; gân phụ 11 - 15 cặp, cuống lá
dài 1 - 2mm. Hoa trắng, đơn độc mọc ở kẽ lá, cọng ngắn, lá đài dày, nhiều nhị. Quả
tròn, to khoảng 2 - 3,5cm, hột nhiều, nhỏ [2].
-

Psidium guajava L. là cây gỗ cao 3 - 5m, cành non vng, có lơng mềm,

cành già hình trụ nhẵn. Thân có vỏ mỏng, trơn nhẵn, khi già bong ra từng mảng. Lá
đơn, mọc đối, hình bầu dục, mặt trên màu lục sẫm, mặt dưới nhạt có gân nổi rõ. Hoa
trắng mọc đơn độc hoặc tập trung 2 - 3 cái ở kẽ lá, có 4 - 5 cánh hoa, rất nhiều nhị,
chỉ nhị rời, bao phấn có trung đới rộng, bầu dưới 5 ơ dính vào ống đài. Quả hình


4

cầu, khi xanh có vị chua chát, khi chín màu vàng, ruột màu đỏ, trắng hoặc vàng, có
vị ngọt. Quả mọng, ở đầu quả có sẹo của đài tồn tại, có rất nhiều hạt hình thận [3].

Hình 2.2. Lá, hoa, quả và hạt, thân và vỏ cây
ổi 2.1.2. Đặc điểm phân bố và sinh thái
Ở Việt Nam, ổi là cây ăn quả quan trọng được trồng hầu như ở khắp các địa
phương cả vùng đồng bằng và vùng miền núi, tuy nhiên chúng khơng có ở những
vùng cao trên 1500m. Ổi trồng có khoảng 7 - 10 giống khác nhau, là cây ưa sáng,
sinh trưởng phát triển tốt trong một giới hạn rộng của vùng khí hậu nhiệt đới và cận
nhiệt đới, ra hoa và quả hàng năm [4].

Hình 2.3 a) Quả ổi ruột đỏ

b) Quả ổi ruột trắng

2.1.3. Thành phần hóa học của quả ổi
Thành phần hóa học của quả ổi bao gồm: Flavonoid, tanin, tinh dầu, vitamin
C, đường, carotene ,…
-

Flavonoid: Trong cả quả xanh và chín đều có quercetin, leucocyanidin,

mecocyanidin, guajavarin [19].
Tanin: Với hàm lượng cao khi quả cịn xanh và thấp hơn khi quả
chín, cũng
thuộc loại pyrogalol với cả arabio ester của acid ellagic, acid gallic,.. [4].


5

-

Tinh dầu: β-carophylen (24,1%), nerolidol (17,3%), 3-phenyl acetat (5,3%),

carophyllen oxid (5,1%) [20].
+

Các thành phần khác:

Quả ổi rất giàu giá trị dinh dưỡng. Phân tích thành phần hóa học của quả ổi ở

Ấn Độ cho thấy: nước (81,7%), protein (0,9%), chất béo (0,3%), sợi (5,2%), các hydrat
carbon chủ yếu ở dạng đường khử (11,2%), các hợp chất vô cơ (0,7%), Ca, Mg, acid

oxalic, P, Fe, Na, Cu, sulfua, thiamin, riboflavin, acid nicotinic, vitamin C [4].

+
Hàm lượng vitamin C trong quả ổi gấp 4 - 10 lần quả chanh, chúng
thay
đổi khá nhiều, trung bình từ 100 - 1000mg/100g, nhiều nhất ở phần vỏ quả rồi đến
phần cùi [4].
+ Hạt ổi chiếm 6 - 12% trọng lượng quả và có khoảng 14% một chất dầu béo
có mùi thơm [4].
2.1.4. Hoạt tính sinh học và công dụng
Ổi không chỉ là một nguồn thực phẩm dinh dưỡng mà còn giống như một
loại thuốc dân gian được sử dụng rộng rãi ở các khu vực cận nhiệt đới trên toàn thế
giới [21]. Người ta biết rằng ổi thường được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới để
chữa nhiều bệnh như tiêu chảy, hạ sốt, kiết lỵ, viêm dạ dày ruột, tăng huyết áp, tiểu
đường, sâu răng, giảm đau...
Hoạt động kháng khuẩn
Quả ổi có hoạt tính kháng khuẩn cao, chúng chứa các hoạt chất chống ung
thư và chống oxy hóa. Có rất nhiều hợp chất như axit Gallic, galangin, kaempferol,
homogentisic acid và cyanidin 3-glucoside được tìm thấy trong vỏ, hạt và bã của
quả ổi theo nghiên cứu của Chen Y và cộng sự [22].
Hoạt động chống tiêu chảy
Tiêu chảy là một trong những vấn đề sức khỏe phổ biến và được công nhận
và là vấn đề tồn cầu. Nó rất phổ biến ngay cả ở các nước phát triển. Ước tính có
khoảng 2,2 triệu người chết hàng năm do tiêu chảy; hầu hết trong số họ, là trẻ em
hoặc trẻ sơ sinh [23].


6

Quả ổi được sử dụng để điều trị tiêu chảy do độc tố E. coli hoặc S. aureus
theo nghiên cứu của Vieira RHSF và cộng sự [24].
Chiết xuất từ quả ổi có hoạt tính chống tiêu chảy và nó được sử dụng để điều

trị và phòng ngừa tiêu chảy theo nghiên cứu của Ojewole J và cộng sự [25].
Hoạt động chống viêm
Chiết xuất từ quả ổi cho thấy Phenol là một hợp chất quan trọng có trong quả ổi
và rất quan trọng trong hoạt động chống dị ứng và chống viêm thể hiện trong nghiên
cứu của Denny C và cộng sự [26]. Một nghiên cứu khác của Roy CK cho thấy chiết
xuất từ quả ổi có hiệu quả trong điều trị viêm gan và sản xuất huyết thanh [27].

Hoạt động chống oxy hóa
Chất chống oxy hóa là các phân tử làm chậm q trình oxy hóa. Các phản
ứng oxy hóa có thể tạo ra các gốc tự do gây tổn hại cho các tế bào bằng cách bắt đầu
các phản ứng khác nhau. Các gốc tự do gây tổn hại cho các tế bào gây ung thư và
nhiều bệnh khác. Chất chống oxy hóa bao gồm beta-carotene, lycopene, vitamin C,
E và A, polyphenol và một số chất khác. Phản ứng oxy hóa là một trong những phản
ứng phá hủy quan trọng nhất. Các gốc tự do gây ra rất nhiều rối loạn ở người như
rối loạn thần kinh, ung thư, nhiễm virus... Các gốc tự do này tác động gây ra các
phản ứng oxy hóa qua nghiên cứu của Masuda T và cộng sự [28].
Quả ổi rất giàu chất chống oxy hóa rất hữu ích trong việc làm giảm tỷ lệ mắc
các bệnh như rối loạn chức năng não, viêm, bệnh tim, ung thư, xơ cứng động mạch
và viêm khớp [29]. Trong trái cây, chất oxy hóa dồi dào nhất là polyphenol và axit
ascorbic. Các polyphenol chủ yếu là flavonoid và chủ yếu hiện diện ở dạng
glycoside và ester [30].
Quả ổi có hàm lượng cao axit protocatechuic, quercetin, axit ferulic, axit
ascorbic, quercetin, axit gallic và axit caffeic là những chất chống oxy hóa quan
trọng [31, 32].


7

2.2. Giới thiệu chung về polyphenol và cơ chế chống oxy hóa của hợp chất
polyphenol [5]

2.2.1. Polyphenol
Polyphenol là các hợp chất mà phân tử của chúng chứa nhiều vòng Benzen,
-

trong đó có một, hai hoặc nhiều hơn hai nhóm Hydroxyl (OH ). Dựa vào đặc trưng
của cấu tạo hóa học người ta chia ra các hợp chất polyphenol thành ba nhóm chính:
+ Nhóm hợp chất phenol C6-C1
Có đặc điểm trong cấu tạo phân tử gồm vòng benzen liên kết với nhóm COOH.

Đại diện thường gặp:
- Galic acid: có nhiều ở thực vật ở cả dạng tự do và liên kết:

- Vallinin: Có mùi thơm đặc biệt, ở dạng glycoside, có nhiều trong quả và
được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xà phịng, cơng nghiệp thực phẩm với tư
cách là chất thơm.
- Protocatechin acid: Có nhiều trong hành, tỏi.

- Gentizic acid: Có nhiều trong cacao.


8

+ Nhóm hợp chất phenol C6-C3
Gồm các hợp chất có vịng benzene kết hợp với mạch bên có 3 ngun tử
cacbon, đó là dẫn xuất phenyl propan. Chúng rất phổ biến trong nhiều loại thực vật,
có mùi thơm.
Đại diện thường gặp:
-

Cynnamic acid

-

Cafeic acid

-

Ferulic acid

-

Cumaric acid

+ Nhóm hợp chất phenol C6-C3-C6 (flavonoids)
Flavonoids là một nhóm sắc tố thực vật rất thường gặp có vai trị rất lớn
trong việc tạo ra màu sắc của nhiều loại hoa quả. Flavonoid cũng là một nhóm hoạt
chất quan trọng trong dược liệu, được phân lập và phân loại dựa vào cấu trúc hóa
học bao gồm:


9

-

Flavanol: còn được biết đến như là flavan-3-ol hay catechin và galocatechin, là

cấu tử của hợp chất tanin có trong nhiều loại hoa quả, trà xanh, rượu đỏ và socola
(Yang et al., 2001), cịn gallocatechin epigallocatechin và epigallocatechin gallate
được tìm thấy ở các loại hạt họ đậu và chè (Arts et al, 2000a, Arts et al., 2000b) [12].

Hình 2.4. Epicatechin
-

Hình 2.5. epigalocatechin

Flavon: Rất phổ biến trong thực vật, có nhiều trong tỏi, hành, chè, dâu

tây..., có màu vàng và ở dạng glycoside, thường gặp là flavonol. Flavonol thường ở
dạng glycoside có mn hình mn vẻ khác nhau, thường gặp là Kampherol và
Quercetin [6]. Sự tạo thành flavonols glycosides được quyết định bởi hoạt động của
ánh sáng, vì thế chúng chủ yếu được tìm thấy ở lá và vỏ quả (Hermann, 1976) [12].

Hình 2.6. Quercetin
-

Hình 2.7. Kampherol

Anthocyanin: Các hợp chất thuộc nhóm này đều là các sắc tố quan trọng

của hoa quả. Chúng là chất màu tan trong nước, cho màu đỏ, tím, xanh dương, vàng
của hoa quả và nhiều loại thực vật khác. Các anthocyan đều là các glycoside trong
đó phần aglucon là anthocyanidin. Các anthocyanin hòa tan trong nước cịn
antocyanindin thì khơng hịa tan trong nước. Điều lưu ý là trong cấu tạo của
anthocyanidin, nguyên tử oxi trong vòng pyran có hố trị tự do. Tuy nhiên đã khơng
xác định được một cách chắc chắn rằng nguyên tư nào hoặc oxi hoặc cacbon mang


10

điện tích dương tự do, vì thế thường biểu diễn cấu tạo của anthocyan bằng cơng

thức trung hồ.
Nhờ có điện tích dương tự do mà Anthocyanidin mang tính chất của cation
trong mơi trường acid và mang tính chất anion trong mơi trường kiềm, nghĩa là có
khả năng tạo muối với acid và base [13].
Tuỳ theo pH môi trường mà trạng thái tích điện của Antocyan thay đổi, theo
đó màu sắc cũng thay đổi. Các muối cation của Antocyan đều có màu đỏ với những
sắc thái màu khác nhau: vàng nhạt, tím, xanh nhạt. Các muối anion của Antocyan có
màu xanh. Nhiều hoa của thực vật màu hồng khi luộc chin chuyển thành màu xanh,
điều này chứng tỏ sự thay đổi pH dịch tế bào về phía kiềm [6].

Hình 2.8. Antocyanidin
Antocyanidin được chia thành 3 nhóm nhỏ, đó là: Pelargonidin, cyanidin,
delphinidin, ngồi ra cịn gặp apigenidin.

Hình 2.9. Polyphenol
Tính chất: Các polyphenol có chứa gốc Pyrocatechic hoặc Pyrogalic nên
chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa- khử, phản ứng cộng và ngưng tụ.
-

Phản ứng oxy hóa-khử: Dưới tác dụng của enzyme polyphenol oxydase, các

polyphenol bị oxy hóa tạo thành Quinon.
-

Phản ứng cộng: Khi có mặt các acid amin thì các Quinon này sẽ tiến hành

phản ứng cộng với acid amin để tạo thành các octoquinon tướng ứng.


11

-

Phản ứng ngưng tụ: Các octoquinon này sẽ ngưng tụ với nhau để tạo thành

các sản phẩm có màu gọi chung là Flobafen.
2.2.2. Cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol
Theo Jovanovic (2000); Nicole (2001); Marfak (2003); Van Camp, (2005)
trích dẫn bởi Chirinos Gallardo [12], cơ chế kháng oxi hố của các chất phenol:
Cơ chế 1: Vơ hoạt các gốc tự do
Polyphenol có cấu trúc dạng vịng, các điện tử chuyển động liên tục trong các
liên kết đôi cách bởi liên kết đơn có tác dụng như những chiếc bẫy đối với gốc tự
do. Gốc tự do là các ngun tử hay phân tử có electron lớp ngồi khơng cặp đơi và
vì vậy có hoạt tính rất cao. Chúng rất dễ phản ứng với các phân tử các chất xung
quanh như DNA, lipid màng...v.v gây nên hiện tượng lão hóa hoặc ung thư. Nếu các
gốc tự do gặp polyphenol thì chúng sẽ nhường electron khơng cặp đơi cho
polyphenol và trở về trạng thái bền vững. Electron không cặp đơi trong polyphenol
bị "nhốt" lại. Electron này chạy hết vịng benzene này sang vịng benzene khác mà
khơng ảnh hưởng gì nhiều lắm đến cấu trúc của các vòng benzene [6].
Cơ chế 2: Tạo phức dạng chelat với các ion Fe2+ và Cu+
Polyphenol cịn có khả năng ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do bằng
cách “bắt giữ” các ion kim loại. Các kim loại có chức năng sinh lí quan trọng trong
cơ thể con người như vận chuyển oxi (Fe trong hemoglobin), cofactor của nhiều
enzyme (Fe đối với catalase, Cu đối với superoxyde dismutase). Tuy nhiên, chúng
cũng là những tác nhân của việc hình thành các gốc tự do hoặc bằng cách cắt bỏ
hydrogen của lipid tạo gốc tự do peroxide hoặc tham gia phản ứng Fenton và HaberWeiss.
Thứ nhất, các ion kim loại có thể gây ra kích thích cắt bỏ hydrogen của lipid
chưa bão hịa thành gốc lipid:

RH + M+n→ R● + H+ + M+(n-1)+

Các ion kim loại cũng có thể phân tách hydro thành dạng alkoxyl và gốc
peroxyl, gây ra kích thích sự oxi hóa lipid:
2+

2+

+

●

Fe3+(Cu )+ ROOH → Fe (Cu ) + ROO + H
+

3+

2+

●

+

Fe2+(Cu ) + ROOH → Fe (Cu ) + RO + OH

─


12

Các kim loại này có thể tham gia phản ứng Fenton và Haber-Weiss:
3+

Fe

+ O2-° → Fe
2+

2+

+ O2

+

-

H2O2 + Fe (Cu ) →°OH + OH + Fe

3+

2+

(Cu ) (Phản ứng Fenton)

-

O2-°+ H2O2 →°OH + OH + O2
(Phản ứng Haber-Weiss)
Cấu trúc flavonoid cho phép chúng tạo phức bền dạng chelat với các ion kim
loại và do đó ngăn chặn sự tạo gốc tự do gây nên bởi kim loại như Fe và Cu
[12]. Cơ chế 3: Kìm hãm enzyme xanthine oxydase
Hoạt động của xanthine oxidase cũng là một nguồn tạo các gốc tự do. Khi có

mặt của oxi, enzyme này xúc tác sự oxi hóa xanthine thành acid uric, phân tử oxi
nhận điện tử và trở thành ion superoxide.
Xanthine + 2O2 + H2O xanthine oxydase Acid uric + 2O2°-+ 2H+
Các flavonoid có cấu tạo vòng A giống như vòng purin của xanthine được coi
như chất kìm hãm cạnh tranh của xanthine oxidase do đó ngăn ngừa sự tạo ion
superoxide (Nicole, 2001) [12].
Nhiều hợp chất phenol đã thể hiện những tác dụng tốt của chúng đối với cơ
thể con người trên cơ sở khả năng chống oxi hóa. Các flavonoid có tác dụng bảo vệ
cơ thể, ngăn ngừa xơ vữa động mạnh, tai biến mạnh, lão hóa, thối hóa gan, tổn
thương do bức xạ. Flavonoid làm bền thành mạch, được dùng trong các trường hợp
rối loạn chức năng tĩnh mạnh, trĩ, rối loạn tuần hồn võng mạc,... Flavonoid cịn có
tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan. Nhiều flavonoid thuộc nhóm flavon,
flavanon, flavanol có tác dụng lợi tiểu rõ rệt có trong lá diếp cá, cây râu mèo...
Nhiều flavonoid như quercetin, rutin, myciretin, hỗn hợp các catechin của trà có tác
dụng làm tăng biên độ co bóp tim.
Ngày nay, những dược liệu và hoa quả có hàm lượng flavonoid cao đã được
khai thác và chiết xuất, nghiên cứu, sản xuất thành sản phẩm: Thuốc viên, thuốc
nước, rất tiện ích khi sử dụng.


13

2.3. Gốc tự do, q trình oxy hóa chất béo [5]
2.3.1. Gốc tự do
Gốc tự do là các nguyên tử khơng trọng vẹn, số điện tử vịng ngồi của nó là
số lẻ nên khơng bền vững, nó phải kết hợp với một nguyên tử khác để có số điện tử
chẵn để bền vững. Sự bền vững này chỉ trong chốc lát, chính nó lại tạo ra một
ngun tử khơng trọng vẹn khác và tiếp tục kết hợp một nguyên tử khác rồi trở
thành nguyên tử không trọn vẹn và tiếp tục chu kì bất tận như thế. Phản ứng hóa học
của nó rất mãnh liệt và nó sẽ kéo theo một điện tử của phân tử khác về nó, cho ra

những phân tử khác bị hư hại hay bị oxy hóa. Một khi phân tử bị oxy hóa rồi thì
phân tử đó sẽ tự mất đi tất cả các chức năng vốn có của nó, tiếp đó chính nó lại là
tác nhân oxy hóa các phân tử xung quanh nó, làm hư hại các tế bào của các phân tử
xung quanh. Và quá trình này cứ tiếp tục như thế sẽ tạo thành các tế bào khơng bình
thường dẫn tới các loại bệnh như: Xơ vữa động mạch, ung thư...
Thông thường, các gốc tự do trong tế bào sinh ra trong q trình sinh dưỡng
được kiểm sốt chặt chẽ thơng qua q trình kháng oxy hóa nội tại bằng các hợp
chất như glutathione, vitamin E, vitamin C và các enzyme superoxide dismutase.
Ngồi ra cơ thể cịn có các tế bào như neutrophill, monocyte, B- cell... Có khả năng
chống lại các yếu tố oxy hóa ngoại lai xâm nhập.
Tuy nhiên trong các tế bào có thể xuất hiện các hiện tượng các gốc tự do được
tạo ra quá nhiều do mất cân bằng trong hoạt động hoặc do các yếu tố bên ngoài như các
chất độc, do nhiễm vi sinh vật, do ozone, bức xạ, tia UV, nhiễm phóng xạ, do thuốc lá,
môi trường ôi nhiễm... Các gốc tự do dư thừa trong khi cơ thể thiếu các yếu tố bảo vệ
để ngăn chặn, có khả năng tương tác, phá hủy màng lipit khơng bão hịa của tế bào, làm
giảm khả năng bảo vệ các tế bào dẫn đến sự xâm nhập các tác nhân gây bệnh từ bên
ngồi oxy hóa các nucleotid căn bản làm thay đổi cấu trúc ADN, dẫn đến các quá trình
đột biến, phát sinh các khối u, ung thư, làm hỏng cấu trúc protein hoặc hoạt hóa
enzyme trong các q trình trao đổi chất gây bệnh.


14

2.3.2. Q trình oxy hóa
Q trình oxy hóa là q trình phản ứng hóa học xảy ra, trong đó electron
được chuyển sang chất oxy hóa có khă năng tạo gốc tự do sinh ra phản ứng dây
chuyền phá hủy tế bào sinh vật.
2.3.3. Biện pháp hạn chế quá trình oxy hóa
Để hạn chế sự oxi hóa, một số biện pháp sau thường được sử dụng:
-

Loại bỏ oxi trong thực phẩm bằng cách đóng gói chân khơng hoặc sử dụng

glucose-oxidase.
Bảo quản trong nhiệt độ thấp và tránh ánh sáng. Trong trường hợp
này, tốc
độ oxi hóa giảm rõ rệt. Tuy nhiên, phương pháp này không áp dụng được đối với
các loại trái cây, rau củ quả có chứa lipoxygenase. Sự ngăn ngừa hư hỏng thực
phẩm chỉ có thể đạt được sau khi xử lí nhiệt.
- Thêm các chất chống oxi hóa: Các chất chống oxi hóa ngồi khả năng loại bỏ
các gốc tự do còn hạn chế đáng kể sự phân hủy hydroperoxide thành các sản phẩm thứ
cấp khác. Các chất chống oxi hóa thường sử dụng trong bảo quản dầu mỡ là vitamin E,
BHA, BHT. Các chất chống oxi hóa tự nhiên như plyphenol, carotenoid cũng được
nghiên cứu bổ sung vào dầu mỡ để ngăn ngừa q trình oxi hóa.

2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách chiết polyphenol [5]
2.4.1. Loại dung mơi
Dung mơi có vai trị rất quan trọng trong quá trình tách chiết polyphenol từ
thực vật. Độ phân cực của dung môi sẽ ảnh hưởng đến độ hịa tan của các hợp chất
phenol vào dung mơi do đó ảnh hưởng đến hiệu suất chiết tách của quá trình. Thêm
vào đó, việc lựa chọn dung mơi sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cơng đoạn tinh sạch dịch
chiết. Nhìn chung, việc lựa chọn dung môi tách chiết bao giờ cũng dựa trên hai tiêu
chí: Loại chất chủ đạo muốn tách và sự thuận tiện cho công đọan tinh sạch về sau.
Mỗi loại chất khác nhau trong nhóm phenolic lại thích hợp với những dung mơi
chiết khác nhau. Phenolic có glicosid hóa thường tan nhiều trong nước nên dung
mơi thường sử dụng là nước và hỗn hợp nước với methanol hoặc ethanol hoặc
aceton (Rice-Evans ea at, 1997). Ngược lại, phenolic ít phân cực như isoflavones,
flavanones...thường tan nhiều hơn trong dung mơi kị nước. Ngồi ra, aceton và

15

methanol là dung mơi thích hợp để chiết flavanol, methanol thì là tốt nhất cho chiết
catechin...
2.4.2. Tỷ lệ dung mơi trên nước
Polyphenol là một nhóm các hợp chất vơ cùng đa dạng, có thể tồn tại ở dạng
tự do hoặc ở dạng liên kết với các đường (Dạng glycosid). Để tách được polyphenol
ở dạng glycoside, nước thường được thêm vào dung môi tách. Trong các loại
nguyên liệu khác nhau, tỷ lệ hợp chất phenol glycoside hóa khác nhau do đó tùy
thuộc vào loại nguyên liệu mà tỷ lệ dung môi/ nước cần được xác định cho phù hợp
để tăng hiệu quả chiết cũng như quyết định chi phí thực hiện cả quá trình.
2.4.3. Thời gian chiết
Thời gian chiết là một nhân tố ảnh hưởng tới sự thu hồi polyphenol cũng như
chất lượng của dịch chiết. Thời gian chiết ngắn cho hiệu suất thu hồi thấp, tuy nhiên
thời gian chiết quá dài khiến polyphenol dễ bị oxi hoa và làm giảm hiệu suất sử
dụng thiết bị. Thời gian chiết thay đổi từ 1phút đến 24 giờ (Shahidi & Nack, 2004).
2.4.4. Nhiệt độ chiết
Nhiệt độ là yếu tố quan trọng không những ảnh hưởng tới hiệu suất chiết mà
còn ảnh hưởng tới chi phí và chất lượng của dịch chiết polyphenol. Nhiệt độ làm
giảm độ nhớt của dung dịch, tăng tốc độ thẩm thấu của dung môi vào tế bào và tăng
hiệu suất trích li. Tuy nhiên, tiến hành chiết ở nhiệt độ q cao thì vừa tốn cho phí
ổn nhiệt vừa tăng nguy cơ giảm chất lượng của dịch chiết do phản ứng nâu hóa.
2.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới
2.5.1. Trên thế giới
-

Theo nghiên cứu của Lilis Sukeksi và Maya Sarah, “Đặc tính và tách chiết

polyphenol từ bã ổi đào”, sử dụng những phương pháp:
+ Xác định trọng lượng khô: bằng cách thông qua sự bốc hơi của nước trong

bã ổi.
+ Phân tích quercetin: bằng máy đo quang phổ.
+ Xác định hàm lượng Axit Galic bằng: phương pháp đo màu Folin quy Ciocalteau.

+ Xác định lượng tanin bằng: phương pháp chuẩn độ.
+ Phân tích Apigenin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (High
Performance Liquid Chromatography).