Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện bao màng đến hoạt chất sinh học và khả năng chống oxy hóa của dịch chiết từ vỏ quả ca cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN BAO MÀNG ĐẾN
HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA CỦA
DỊCH CHIẾT TỪ VỎ QUẢ CA CAO

Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Tặng
Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Triệu Vỹ

Mã số sinh viên:

58132700

Khánh Hòa - 2020


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN BAO MÀNG ĐẾN
HOẠT CHẤT SINH HỌC VÀ KHẢ NĂNG CHỐNG ƠXY-HĨA CỦA
DỊCH CHIẾT TỪ VỎ QUẢ CA CAO

Giảng viên hướng dẫn:

TS. Nguyễn Văn Tặng

Sinh viên thực hiện:

Nguyễn Triệu Vỹ

Mã số sinh viên:

58132700

Khánh Hòa – tháng 8/2020


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Khoa Công nghệ Thực phẩm

PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ VÀ ĐÁNH GIÁ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện bao màng đến hoạt chất sinh học và
khả năng chống ơxy-hóa của dịch chiết từ vỏ quả ca cao
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn Tặng
Sinh viên được hướng dẫn: Nguyễn Triệu Vỹ
Khóa: 58 (2016-2020)
Lần KT

MSSV: 58132700

Ngành: Cơng nghệ Thực phẩm

Ngày

Nhận xét của GVHD

Nội dung

1
2
3
Kiểm tra giữa tiến độ của Trưởng BM
Ngày kiểm tra:

Đánh giá cơng việc hồn thành: ... %
Được tiếp tụ

Ký tên:

ếp tụ

8
9
10
Nhận xét chung của GVHD:
…………………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………….………
…………………………………………………………………………………………….
Điểm hình thức:……/10
Đồng ý cho sinh viên:

Điểm nội dung:......./10
Được bảo vệ

Điểm tổng kết:………/10
ợc bảo vệ

Khánh Hịa, ngày…….tháng…….năm………
Giảng viên hưóng dẫn
(Kí và ghi rõ họ tên)


LỜI CAM ĐOAN
Em cam đoan rằng đây là đề tài nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng dẫn của
TS. Nguyễn Văn Tặng. Các số liệu của đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện
bao màng đến hoạt chất sinh học và khả năng chống ơxy-hóa của dịch chiết từ vỏ
quả ca cao” được trình bày trong báo cáo này là trung thực và không trùng lặp trong
bất kì cơng bố nào trước đây.
Các thơng tin và tài liệu tham khảo đã được trích dẫn đầy đủ trong báo cáo. Em
xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với lời cam đoan ở trên.
Nha Trang, tháng....năm 2020
Tác giả

NGUYỄN TRIỆU VỸ

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được rất nhiều sự giúp
đỡ, chỉ dạy từ các Thầy Cô và sự hỗ trợ của các bạn đồng hành để em hoàn thiện đồ án

này.
Em xin chân thành cám ơn thầy hướng dẫn TS. Nguyễn Văn Tặng đã tận tâm chỉ
bảo và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.
Em xin cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang và Khoa Công
nghệ Thực Phẩm đã cho em có cơ hội được học tập và rèn luyện tại trường những năm
qua.
Em xin cảm ơn đến quý Thầy Cơ ở khu thí nghiệm cơng nghệ cao-Trung tâm Thí
nghiệm và thực hành đã giúp đỡ em rất tận tình về các máy móc và thiết bị để em được
hoàn thành tốt nội dung đồ án.
Kinh nghiệm và kỹ năng của em còn yếu nên trong bài báo cáo này có thể có nhiều
sai sót, kính mong q Thầy Cơ góp ý để em có thể hồn thiện tốt hơn.
Em xin trân trọng biết ơn!
Nha Trang, ngày... tháng... năm 2020
Sinh viên

NGUYỄN TRIỆU VỸ

ii


TĨM TẮT
Nghiên cứu này nhằm tìm ra điều kiện để bao màng dịch chiết từ vỏ quả ca cao
kết hợp với các tác nhân bao màng sử dụng phương pháp sấy chân không thăng hoa. Kết
quả của đề tài đã chỉ ra chế độ bao màng có tác động đến các hoạt chất sinh học và hoạt
tính chống ơxy-hóa của mẫu sau bao màng như hàm lượng tổng số của saponins (SC),
phenolics (TPC) và flavonoids (TFC), hoạt tính khử gốc tự do DPPH, hoạt tính khử gốc
tự do ABTS, hoạt tính chống ơxy-hóa thơng qua phương pháp khử đồng (CUPRAC) và
đánh giá hoạt tính chống ơxy-hóa thơng qua phương pháp khử sắt (FRAP). Kết quả của
nghiên cứu đã tìm ra chế độ bao màng tốt nhất cho dịch chiết từ vỏ quả ca cao đó là
dùng chất bao màng gồm maltodextrin và gum Arabic với tỷ lệ 9:1, tỷ lệ giữa chất bao

màng và dịch chiết là 8:10. Mẫu sau bao màng có hàm lượng phenolics tổng số là 6,25
(mg GAE/g mẫu khô), saponins tổng số là 243,85 (mg EE/g mẫu khô), và flavonoids
tổng số là 18,83 (mg CE/g mẫu khơ). Hoạt tính khử gốc tự do DPPH là 14,26 (mg TE/g
mẫu khơ), hoạt tính khử gốc tự do ABTS là 38,86 (mg TE/g mẫu khơ), hoạt tính chống
ơxy-hóa CUPRAC là 20,04 (mg TE/g mẫu khơ), và hoạt tính chống ôxy-hóa FPAP là
9,05 (mg TE/g mẫu khô).

iii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ...................................................................................................................... iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................viii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. ix
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 1
Chương 1. TỔNG QUAN .............................................................................................. 3
1.1 GIỚI THIỆU CÂY CA CAO ............................................................................. 3
1.1.1 Nguồn gốc ..................................................................................................... 3
1.1.2 Phân loại, cấu tạo .......................................................................................... 3
1.2 GIỚI THIỆU QUẢ CA CAO ............................................................................. 4
1.2.1 Đặc điểm của từng loại ca cao .................................................................... 5
1.2.2 Công dụng của quả ca cao ........................................................................... 5
1.2.3 Thành phần hóa học có trong vỏ quả ca cao: ............................................ 6
1.3 GIỚI THIỆU HOẠT CHẤT SINH HỌC ......................................................... 6
1.3.1 Hoạt chất saponins........................................................................................ 6
1.3.2 Hợp chất phenolics ....................................................................................... 8

1.3.3 Hợp chất flavonoids ...................................................................................10
1.3.4 Các nghiên cứu trong và ngoài nước........................................................12
1.4 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP BAO MÀNG ...........................................14
1.4.1 Chất bao màng ............................................................................................14
1.4.2 Kỹ thuật bao màng......................................................................................17
1.5 PHƯƠNG PHÁP SẤY ......................................................................................18
Chương 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .....................20
2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT ........................................................20
2.1.1 Nguyên liệu .................................................................................................20
iv


2.1.2 Vật liệu và hóa chất ....................................................................................20
2.1.3 Dụng cụ phân tích.......................................................................................20
2.1.4 Thiết bị phân tích ........................................................................................20
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................21
2.2.1 Bố trí thí nghiệm .........................................................................................21
2.2.2 Phương pháp phân tích hoạt chất sinh học ..............................................25
2.2.3 Phương pháp xác định hoạt tính chống ơxy-hóa ....................................26
2.2.4 Phương pháp phân tích xử lý số liệu thực nghiệm .................................27
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .....................................28
3.1 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ BAO MÀNG ĐẾN CÁC HOẠT CHẤT
SINH HỌC CỦA SẢN PHẨM ........................................................................................28
3.1.1 Hàm lượng saponins tổng số .....................................................................28
3.1.2 Hàm lượng phenolics tổng số (TPC)........................................................29
3.1.3 Hàm lượng flavonoids tổng số (TFC) ......................................................31
3.2 ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ BAO MÀNG ĐẾN HOẠT TÍNH CHỐNG
ƠXY-HĨA CỦA SẢN PHẨM ........................................................................................33
3.2.1 Hoạt tính khử gốc tự do DPPH .................................................................33
3.2.2 Hoạt tính chống ơxy-hóa bằng phương pháp khử đồng (CUPRAC) ...35

3.2.3 Hoạt tính chống ơxy-hóa bằng phương pháp khử sắt (FRAP) .............36
3.2.4 Hoạt tính khử gốc tự do ABTS .................................................................38
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .....................................................40
4.1 KẾT LUẬN.........................................................................................................40
4.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN............................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................41
PHỤ LỤC ......................................................................................................................45
Phụ lục 1: Các tính chất hóa – lý của sản phẩm ...................................................45
Phụ lục 2: Đường chuẩn để phân tích các hoạt chất sinh học và hoạt tính chống
ơxy-hóa của mẫu sản phẩm...............................................................................................50
Phụ lục 3: Một số hình ảnh của máy và thiết bị phân tích được sử dụng trong đề
tài ..........................................................................................................................................54
v


vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1. 1. Quả ca cao của 3 giống khác nhau....................................................................... 4
Hình 1. 2. Cấu tạo của quả ca cao .......................................................................................... 4
Hình 1. 3. Cấu trúc hóa học của saponins ............................................................................. 7
Hình 1. 4. Phân loại saponins [10] ......................................................................................... 7
Hình 1. 5. Cấu trúc các hợp chất phenolics [14] .................................................................. 9
Hình 1. 6. Cấu trúc chung của flavonoids [2] .....................................................................11
Hình 1. 7. Cấu tạo maltodextrin ...........................................................................................14
Hình 1. 8. Maltodextrin (MD) ..............................................................................................15
Hình 1. 9. Gum Arabic (GA) ................................................................................................16
Hình 1. 10. Chitosan ..............................................................................................................17
Hình 2. 1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu tổng quát ...............................................................21

Hình 3. 1. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hàm lượng hoạt chất saponins tổng số.
..........................................................................................................................................28
Hình 3. 2. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hàm lượng phenolics tổng số.. ..........30
Hình 3. 3. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hàm lượng hoạt chất flavonoids tổng
số.................................................................................. Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 4. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hoạt tính khử gốc tự do
DPPH.. ........................................................................ Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 5. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hoạt tính chống ơxy-hóa bằng
CUPRAC. ................................................................... Error! Bookmark not defined.
Hình 3. 6. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hoạt tính chống ơxy-hóa bằng
FRAP...............................................................................................................................37
Hình 3. 7. Ảnh hưởng của chế độ bao màng đến hoạt tính khử gốc tự do
ABTS.. ........................................................................ Error! Bookmark not defined.

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thành phần hoa học của vỏ quả ca cao ............................................................... 6
Bảng 2.1. Tỷ lệ vật liệu bao màng .......................................................................................24

viii


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
NGHĨA ĐẦY ĐỦ

TỪ VIẾT TẮT
DPPH

2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazil

TPC

Total phenolics content

TFC

Total flavonids content

SC

Saponins content

UV-Vis

Ultraviolet-Visible spectroscopy

ABTS

2,2-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)

TPTZ

2,4,6-Tri(2-pyridyl)-s-triazine

ix


LỜI MỞ ĐẦU

Tên khoa học của cây ca cao là Theobroma cacao L., được biết đến như loài cây
của thượng đế. Ca cao là loài cây được trồng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên
khắp thế giới, ở khu vực Nam Mỹ được trồng nhiều ở Brazil, Ecuador và Mexico; khu
vực Tây Phi có Bờ Biển Ngà, Ghana, Cameroon và Nigeria; ở Đơng Nam Á chỉ có một
số quốc gia trồng được loài cây này như Việt Nam, Indonexia và Malaysia [11]. Theo
một báo cáo niên vụ ca cao 2013, tổng sản lượng hạt ca cao toàn cầu ước đạt 4,0 triệu
tấn với giá trị lên đến hàng chục tỷ USD [32]. Sau khi lấy hạt phần còn lại là vỏ quả, vỏ
quả ca cao là một phụ phẩm của cây ca cao, tuy nhiên với trọng lượng bằng 60% trọng
lượng của quả thì năng suất của loại phụ phẩm này rất lớn. Riêng ở nước ta, mỗi năm
có khoảng 5,4 – 8,1 tấn hạt/ha, sau khi thu hoạch lấy hạt chế biến thì phần vỏ được đem
phơi khô để đốt, bị vứt đổ xuống sông, hoặc vứt trở lại gốc cây để phân hủy tự nhiên và
trở thành nguồn ơ nhiễm mơi trường. Chính vì thế, vỏ quả ca cao cần được khai thác để
sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng và nguồn chất thải này được xem như là một
nguồn giàu các hợp chất có hoạt tính sinh học như saponins, phenolics và flavonoids.
Các hoạt chất này được biết đến với nhiều tác dụng như chống ơxy-hóa mạnh và ngăn
ngừa các bệnh tật về tiểu đường, tim mạch, ung thư,...[30]
Nhằm tránh được những tác động từ bên ngoài ảnh hưởng tới các hoạt chất có
giá trị trong vỏ quả ca cao cũng như hoạt tính chống ơxy-hóa của các hoạt chất này, giúp
dịch chiết sau khi bao màng đạt độ mịn; lưu giữ được các hoạt chất, cải thiện sự ổn định
và kéo dài thời gian bảo quản. Để đáp ứng những mong muốn này em đã thực hiện đề
tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện bao màng đến hoạt chất sinh học và khả
năng chống ơxy-hóa của dịch chiết từ vỏ quả ca cao”.
Nội dung đồ án:
1. Chuẩn bị vỏ quả ca cao khô từ nguyên liệu ban đầu là vỏ ca cao tươi.
2. Sản xuất dịch chiết từ bột vỏ quả ca cao khơ.
3. Tìm vật liệu bao màng (chất bao màng, tỷ lệ phối trộn giữa chất bao màng
và dịch chiết)
4. Phân tích hàm lượng các hoạt chất sinh học và đánh giá hoạt tính chống ơxyhóa của bột được bao màng.
1

Ý nghĩa khoa học của đề tài:
Nhằm tìm ra chế độ bao màng phù hợp để bảo toàn các hoạt chất sinh học cũng
như duy trì hoạt tính chống ơxy-hóa của bột được bao màng từ vỏ quả ca cao (nguồn
dồi dào, giá rẻ). Bên cạnh đó, kết quả của nghiên cứu này có thể là dữ liệu khoa học giá
trị dùng để tham khảo cho giảng viên và sinh viên.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Từ kết quả nghiên cứu sẽ đề xuất phương pháp có thể giữ lại được tối đa các hoạt
chất sinh học và không làm mất đi tính chống ơxy-hóa của bột bao màng, từ đó ứng
dụng vào các ngành cơng nghiệp y tế, dược phẩm, phát triển thực phẩm chức năng để
phòng ngừa một số bệnh gây nguy hiểm, tăng cường sức khỏe cho người sử dụng.

2


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1 GIỚI THIỆU CÂY CA CAO
1.1.1 Nguồn gốc
 Trên thế giới
Cây ca cao được phát hiện cách đây khoảng 3000 năm, bắt nguồn từ Trung Mỹ và
Mexico. Khoảng 2000 năm trước đây, ca cao đã trở nên phổ biến và được coi là thiết
yếu đối với người dân ở khu vực Mỹ Latinh. Các nhà khoa học tin rằng cây ca cao được
trồng bởi người Mayan và Aztec, loài cây này được bắt nguồn từ rừng Amazone [11].
 Cây ca cao tại Việt Nam
Ở Việt Nam, cây ca cao được các nhà truyền giáo phương Tây du nhập vào nước
ta rất sớm. Hiện nay, nước ta có nhiều tỉnh thành trồng loại cây này, tiêu biểu ở các tỉnh
miền tây như Đồng Nai, Bình Phước, Bà Rịa-Vũng Tàu, Bến Tre,... nhưng trong đó nổi
bật nhất là vùng Tây Nguyên. Nơi đây được đánh giá là vùng có nhiều điều kiện thích
hợp để phát triển loại cây này, theo thống kê thì cây cho ra hoa kết quả quanh năm, sản
lượng ở đây bình quân đạt ngưỡng 3 kg hạt khô đối với cây 5 năm tuổi

 Đặc điểm
Là cây xanh tầng trung, thân gỗ nhỏ, cao 4-8 mét, sống ở những vùng có điều
kiện thích hợp có thể cao đến 10 mét, có khả năng chịu bóng tốt. Cây ca cao có thể phát
triển tốt ở những vùng có độ ẩm khoảng 85%, nhiệt độ khoảng 25-28o C, lượng mưa
hằng năm khoảng 1500-2000 mm [11]. Ưu điểm của cây này là 1 năm thu 2 vụ, không
cần phải tưới nước nhiều; thích hợp với nhiều loại đất nhưng lại không chịu được những
vùng quá khô hạn, đặc biệt là hoàn toàn đất cát.
1.1.2 Phân loại, cấu tạo


Phân loại khoa học
Tên khoa học: Theobroma cacao L.
Giới: regnum

Plantae

Bộ: ordo
Họ: familia
Phân họ: subfamilia

Malvales
Malvaceae
Byttnerioideae
3


Chi: genus

Theobroma

Loài: species

T. cacao

1.2 GIỚI THIỆU QUẢ CA CAO
Hiện nay, có 3 giống ca cao được trồng rộng rãi trên thế giới, đó là Forastero,
Criollo và Trinitario

Hình 1.1. Quả ca cao của 3 giống khác nhau

Hình 1.2. Cấu tạo của quả ca cao

4


1.2.1 Đặc điểm của từng loại ca cao
+ Forastero: có nguồn gốc ở lưu vực sông Amazon, đây là giống ca cao được trồng
nhiều nhất, chiếm gần 95% sản lượng ca cao của thế giới. Giống ca cao này được trồng
chủ yếu ở Tây Phi, đặc biệt là Ghana, Nigieria, Bờ Biển Ngà và Cameroon. Giống này
cho năng suất trái cao và khả năng chống chịu sâu bệnh rất tốt, tuy nhiên giống này cho
hạt ca cao ít có mùi vị và được xếp vào loại kém chất lượng. Quả ca cao của giống này
có màu vàng, khơng có rãnh, bề mặt trơn nhẵn và hạt thường có hình dẹt.
+ Criollo: có nguồn gốc ở châu Mỹ, đây được coi là giống ca cao đặc biệt khi phần
nhân hạt có màu trắng với hương vị mang đậm vẻ thanh khiết, nhẹ nhàng. Giống này
cho ra năng suất rất thấp, khả năng chống chịu các loài sâu bệnh kém nhưng hạt lại được
đánh giá là có hương vị tốt nhất vượt trội so với các giống ca cao khác. Sản lượng quả
ca cao của giống này trên thế giới chưa đầy 1%, quả thường có bề mặt sần sùi, rãnh sâu,
thường có màu đỏ hoặc màu vàng. Hạt có hình trịn và kích thước hạt tương đối lớn.
+ Trinitario: có nguồn gốc từ Trinidad, đây là sản phẩm lai tạo tự nhiên và tái tổ
hợp giữa các quần thể Criollo và Folastero, vì thế nó mang những đặc điểm và tính chất

của 2 giống trên như: khả năng chống chịu sâu bệnh ở mức khá, cho năng suất ở mức
trung bình. Trái và hạt của giống này cũng có những đặc điểm của 2 giống trên. Cùng
với Criollo, nó được xếp vào loại có chất lượng cao và hạt có mùi vị thơm ngon.
1.2.2 Công dụng của quả ca cao
Quả ca cao có rất nhiều cơng dụng ở mỗi lĩnh vực khác nhau: hạt được sử dụng
làm nguyên, vật liệu trong các ngành chế biến thực phẩm, có thể liệt kê một số sản phẩm
đem lại hiệu quả kinh tế cao như chocolate, bột ca cao, bơ ca cao,… Ca cao còn là đồ
uống mang lại nhiều tác dụng cho sức khỏe như ổn định đường huyết, giúp làm đẹp da,
giúp giải tỏa sự căng thẳng và giúp cơ thể thư giãn, ca cao được xếp vào loại đồ uống
kích thích nhưng lượng caffein lại thấp hơn cà phê rất nhiều. Quả ca cao sau khi lấy hạt,
phần còn lại là vỏ quả có thể làm thức ăn gia súc sau khi phơi khơ. Những lợi ích của
vỏ quả ca cao đã được các nhà khoa học nghiên cứu để chiết tách và ứng dụng các hoạt
chất có giá trị trong nó vào các ngành như y tế, dược phẩm, thực phẩm chức năng,…

5


1.2.3 Thành phần hóa học có trong vỏ quả ca cao
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của vỏ quả ca cao
Thành phần

Hàm lượng (%)

Độ ẩm

10,0

Lipid

3,0

Tanin

9,0

Protein

13,5

Pentosan

6,0

Chất xơ

16,5

Tro

6,5

Theobromine

0,75

1.3 GIỚI THIỆU HOẠT CHẤT SINH HỌC
1.3.1 Hợp chất saponins
 Định nghĩa
Saponins là một hợp chất glycosyd tự nhiên, được tìm thấy ở nhiều lồi thực vật,
dung dịch bị giảm sức căng bề mặt khi hòa tan saponins vào nước, gây độc khi vào trong

cơ thể của các động vật máu lạnh như cá, có tính chất phá huyết, tạo thành phức khi kết
hợp với cholesterol. Saponins cũng gặp ở một số loài động vật như cá sao, hải sâm.
Các loại thực phẩm được tìm thấy chứa saponins nhiều nhất là đậu xanh, đậu
nành và các giống của đậu hải qn, chúng cịn có mặt trong falafel (một sản phẩm được
chế biến từ đậu xanh). Đặc biệt, saponins ít bị phá hủy bởi nhiệt [10] saponins tan nhiều
trong alcol và nước nhưng lại tan rất ít trong hexan, aceton và ether.

6




Cấu trúc hóa học

Hình 1.3. Cấu trúc hóa học của saponins



Phân loại

Saponins

Glycone

Aglycone

Sugar

Sapogenin

Saponin

Acid

trung tính

saponins

Steroids

Triterpenoids

Hình 1.4. Phân loại saponins [9]

7


 Hoạt tính sinh học

Saponins được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học như sau:
Phản ứng lại các lồi động vật máu lạnh: saponins gây độc khi vào trong cơ thể

-

động vật máu lạnh như rắn và cá vì gây hại trên biểu mô đường hô hấp, làm
hỏng niêm mạc ruột trong cá hồi [12].
Hạ đường huyết: các saponins có trong cây hồ lơ làm hạ đường huyết bằng cách

-

kích thích tế bào hoặc ngăn chặn sự chuyển glucose từ dạ dày đến ruột non[20]
Tác dụng chuyển hóa cholesterol: saponins trong đậu nành làm giàm nồng độ

-

cholesterol có trong huyết tương ở thỏ, làm giảm lượng cholesterol có trong
máu, vì thế ngăn ngừa sự hình thành xơ vữa động mạch [26].
-

Diệt virut: một số saponins và sapogenins có tác dụng tiêu diệt virut, acid
oleanolic sapogenin có khả năng kìm hãm các hoạt động và sự phát triển của
virut HIV [21].

-

Khả năng kháng khuẩn: các saponins có tác dụng kháng khuẩn bằng cách xâm
nhập vào bên trong tế bào và ức chế hoạt động của vi khuẩn.

-

Hoạt tính chống nấm: một số nghiên cứu đã xác định saponin steroids có tác
dụng kháng nấm ở các loài như Candida, A. fumigatus, C. albicans và C.
neoformans [36].

-

Các tác dụng sinh học khác: saponins chống sâu răng và kết tập tiểu cầu, có
tác dụng trong điều trị tăng canxi niệu ở người, giải độc chì cấp tính. Ngồi
ra, saponins cịn có tác dụng chống ơxy-hóa, điều hịa miễn dịch, chống sốt
rét, giảm đau, chống nôn, bảo vệ gan [33].

1.3.2 Hợp chất phenolics


Định nghĩa
Phenolics là các hợp chất có nguồn gốc từ thực vật, trong cấu trúc của chúng có

chứa vịng thơm kết hợp với một hoặc nhiều gốc hydroxyl, xuất hiện phổ biến trong thực
vật (như chocolate, rau quả, các loại đậu,....) và đồ uống (như rượu vang, bia, trà, cà
phê....). Chúng có mặt khắp nơi ở hầu hết các cơ quan thực vật nên vì thế bữa ăn hằng
ngày của con người hầu như đều có phenolics. Đặc biệt, phenolics cịn là thành phần

8


quyết định ảnh hưởng đến sự khác biệt về hương vị và màu sắc giữa các loại rượu vang
đỏ và trắng [7].


Phân loại
Cho đến nay, đã có hơn 8000 hợp chất phenolics tự nhiên được tìm thấy, các hợp

chất phenolics được tìm thấy từ các nguồn thực vật bao gồm: acid phenolics, flavonoids,
stilben, tannin và lignans. Các hợp chất này được biết đến với khả năng chống ung thư
mạnh và chống ơxy-hóa rất tốt [3].


Cấu trúc hóa học

Hình 1.5. Cấu trúc các hợp chất phenolics [13]



Hoạt tính sinh học
Phenolics được coi là hoạt chất có tính chống ơxy-hóa rất tốt và được các nhà

nghiên cứu xác nhận là thành phần chống ơxy-hóa mạnh hơn cả vitamin E, C và
carotenoids [7]. Trong những năm gần đây, việc bổ sung các thực phẩm giàu phenolics
vào chế độ ăn là do các hợp chất phenolics có tác dụng chống ơxy-hóa, chống tăng sinh
và chống viêm [4]. Vì các hợp chất này rất cần thiết để ngăn ngừa, phòng chống hoặc
9


điều trị những bệnh gây nguy hiểm cho con người như ung thư, bệnh liên quan đến huyết
áp, xơ vữa động mạch và rối loạn thối hóa thần kinh, bổ sung vào các bữa ăn hàng ngày
với chiết xuất giàu hợp chất phenolics giúp giảm thiểu các rối loạn này [6]. Ví dụ,
polyphenols có trong trà xanh đã được nghiên cứu và chứng minh là ức chế sự tiến triển
của khối u trong các loài động vật khác nhau [8]. Tương tự như vậy, nguy cơ mắc ung
thư đại tràng và các bệnh liên quan đến tuyến tiền liệt thấp hơn nhiều trong dân số châu
Á được cho là do chế độ ăn thức ăn giàu phenolics. Ngoài ra, một số nghiên cứu đã được
tiến hành ở Phần Lan và đã báo cáo các động mạch khỏe mạnh hơn và ít tắc nghẽn hơn
do xơ vữa động mạch khi tiêu thụ lượng phenolics cao hơn [15].
1.3.3 Hợp chất flavonoids


Định nghĩa
Flavonoids là các phân tử polyphenolic tan trong nước có chứa 15 ngun tử

cacbon, thuộc họ polyphenol. Flavonoids có thể hình dung như hai vòng benzen được
nối với nhau bằng một chuỗi ba cacbon ngắn, một trong các nguyên tử cacbon của chuỗi

ngắn luôn được kết nối với carbon của một trong các vịng benzen, trực tiếp hoặc thơng
qua cầu ơxy, từ đó tạo thành vịng giữa thứ ba. Flavonoids được tìm thấy ở hầu hết các
thực vật. Các nguồn thực phẩm quan trọng nhất là trái cây, trà và đậu nành. Trà xanh và
đen chứa khoảng 25% flavonoids. Các nguồn flavonoids quan trọng khác là táo
(quercetin), trái cây thuộc họ cam quýt (rutin và doperidin) [17].


Phân loại [16]
Các flavonoids bao gồm 6 nhóm chính:
+ Flavonols: gồm các hoạt chất rutin, quercetin, myricetin, các hoạt chất này có

nhiều trong hành tây, táo, rau diếp, chuối,....
+ Flavanols: gồm catechins, hoạt chất này có nhiều trong nho, táo, quả mọng, đặc
biệt có nhiều trong trà xanh.
+ Flavones: gồm luteolin, apigenin, nguồn flavones tốt là chanh, rau kinh giới,
củ cải,....
+ Isoflavones: gồm các hoạt chất tephrosin, genistein, giadzein, tập trung nhiều
trong đậu nành và các sản phẩm được chế biến từ đậu nành cũng như các loài cây họ
đậu,....
10


+ Flavanones: gồm hesperetin, naringenin, được tìm thấy rất nhiều trong các trái

cây họ cam quýt như cam, chanh,…
+ Anthocyanins: bao gồm pelargonidin, cyanidin, blueberry có nhiều trong nho.


Cấu trúc hóa học

Hình 1.6. Cấu trúc chung của flavonoids [1]


Hoạt tính sinh học [16]
Flavonoids có hoạt tính chống ơxy-hóa rất tốt nên chúng rất phổ biến khi có mặt

trong các thực đơn hàng ngày bởi vì chúng có tác dụng tăng cường và nâng cao sức khỏe
cho người sử dụng. Một số tác dụng của flavonoids gồm: chống ơxy-hóa, chống viêm,
chống ung thư, chống dị ứng và chống virut. Các flavonoid quercetin được nghiên cứu
và chứng minh là có thể làm hạ sốt, điều trị bệnh eczema, hen suyễn và viêm xoang. Các

11


nghiên cứu đã xác định rằng flavonoids ngăn chặn các q trình ơxy-hóa lipoprotein do
đó giảm nguy cơ phát triển chứng động mạch bị xơ vữa.
- Tác dụng chống động mạch bị xơ vữa: flavanoids có khả năng ảnh hưởng đến hệ
thống mạch máu. Các gốc ơxy có thể ơxy-hóa tạo thành LDL (low density
lipoprotein cholesterol: lipoprotein cholesterol tỷ trọng thấp), làm tổn thương
thành nội mạc và thúc đẩy quá trình tạo thành chứng động mạch bị xơ vữa. Khi sử
dụng thực phẩm chứa flavonoids có thể làm giảm quá trình ơxy-hóa lipoprotein
mật độ thấp và giảm hàm lượng cholesterol trong máu, từ đó ngăn ngừa sự tạo
thành chứng động mạch bị xơ vữa.
- Tác dụng chống viêm: Cyclooxygenase và lipoxygenase có tác dụng như là một
chất trung gian gây viêm, hai chất này có liên quan đến việc giải phóng acid
arachidonic, đây là điểm khởi đầu cho phản ứng viêm nói chung. Bạch cầu trung
tính có chứa lipoxygenase tạo ra các thành phần hóa học từ acid arachidonic, các
hợp chất flavonoids có thể ức chế cả hai chất gây viêm này, sự ức chế này làm
giảm sự giải phóng acid arachidonic. Quercetin ức chế cả hoạt động
cyclooxygenase và lipoxygenase, do đó làm giảm sự hình thành các chất chuyển

hóa gây viêm này.
- Khả năng ngừa ung thư: các phản ứng ơxy-hóa có thể làm tổn thương ADN và
phân chia tế bào dẫn đến gây đột biến gen, sự đột biến gen này gây ra tác hại như
hình thành gen gây ung thư hoặc tạo thành các khối u trong cơ thể. Khi bổ sung
flavonoids (apigenin và luteolin) trong thức ăn có thể ức chế sự tăng sinh của tế
bào ung thư, nhiều nghiên cứu đã báo cáo rằng quercetin ức chế khối u ác tính.
- Tác dụng chống virut: Hoạt tính chống virút của flavonoids đã được chứng minh
trong một nghiên cứu của Wang và cộng sự. Một số virus bị ảnh hưởng bởi
flavonoids là virus herpes và virus adeno.
1.3.4 Các nghiên cứu trong và ngoài nước
Vỏ quả ca cao chứa hoạt chất sinh học với nhiều công dụng như: chống ơxy-hóa,
tăng cường sức khỏe và ngăn ngừa điều trị các bệnh nguy hiểm nên hiện nay được nghiên
cứu và sử dụng rộng rãi trong và ngoài nước.

12


Năm 2017, tác giả Nguyễn Văn Tặng và cộng sự đã thử nghiệm chiết tách, thu
nhận theobromine từ vỏ quả ca cao. Kết quả của thử nghiệm này đã xác định điều kiện
tốt nhất để chiết xuất theobromine là 70% ethanol với tổng thời gian chiết là 90 phút,
hàm lượng theobromine thu được là 6,79 mg/100g trọng lượng khô, nghiên cứu này là
đóng góp có giá trị để thu được nguồn theobromine dồi dào, quan trọng để sử dụng trong
lĩnh vực dược phẩm và y tế [22].
Năm 2008, Hiroshi Sakagami và cộng sự đã nghiên cứu “Khả năng chống virut
HIV từ vỏ quả ca cao”. Kết quả phân tích của nghiên cứu đã xác định tác dụng chống
HIV từ vỏ quả ca cao (SI = 30-10000) cao hơn so với tanin (SI = 1-10), flavonoids (SI
=1) và các nguồn polyphenol từ thực vật (SI = 10-100) [31].
Năm 2009, Bruna và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu “Các hoạt chất có hoạt tính
sinh học và hoạt tính chống ơxy-hóa của vỏ quả ca cao từ các nguồn gốc địa lý (quốc
gia) khác nhau trên thế giới”. Kết quả phân tích cho thấy có sự khác biệt về hoạt tính

chống ơxy-hóa cũng như hoạt chất sinh học từ vỏ quả ca cao giữa các quốc gia, vũng
lãnh thổ trên thế giới. Điển hình, hàm lượng các hợp chất polyphenol và pectin ở vỏ quả
ca cao Madagascarian cao hơn so với tất cả các nguồn được phân tích khác, vì thế hoạt
tính chống ơxy-hóa là cao nhất. Ngược lại, vỏ quả ca cao ở Ecuador chứa các hoạt chất
sinh học cũng như hoạt tính chống ơxy-hóa là thấp nhất, hàm lượng pectin thấp nhất
được xác định trong vỏ quả ca cao Trinidad [5].
Năm 2012, Martinez đã nghiên cứu “Hoạt tính chống ơxy-hóa của các thành phần
trong quả ca cao gồm vỏ quả ca cao, vỏ hạt ca cao và chất nhầy”. Kết quả đã xác định
hàm lượng phenolics trong vỏ quả ca cao là 365,33 (mg GAE/100g mẫu ), hoạt tính khử
gốc tự do ABTS của các thành phần trong quả ca cao nằm trong khoảng 2,48- 22,93 mg
TE/g mẫu, hoạt tính khử gốc tự do DPPH nằm trong khoảng 1,57-33,93 mg TE/g mẫu,
hoạt tính chống ơxy-hóa bằng FRAP từ 0,67- 4,69 mg TE/g mẫu [19].
Năm 2018, Rachmawaty và cộng sự đã nghiên cứu chiết tách hợp chất có hoạt
tính sinh học từ vỏ quả ca cao để làm thuốc diệt nấm. Các mẫu được chiết bằng nước
với acetone (tỷ lệ 3:7) và ethanol 70%, dịch chiết sau đó được phân tích bằng phương
pháp sắc kí GC-MS, kết quả thu được cho thấy khi chiết bằng ethanol thu được các hợp
chất Octadeca Methyl-9,12-Dienoate; 9-octadecenoic acid (Z)-Methyl Ester và
Hexadecanoic acid, 15-methyl-Methyl Ester. Khi chiết bằng acetone thu được Isopropyl
13