- i -

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian gần 5 năm học ở trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí
Minh, ngành Công nghệ sinh học, em cùng các bạn lớp HC06BSH đã được trang bị
vốn kiến thức chuyên ngành quý báu, là hành trang vững chắc để bước vào đời.
Hôm nay, khi đã hoàn tất trang cuối cùng của Luận văn tốt nghiệp, em cảm thấy
vô cùng biết ơn các thầy cô của trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt là các thầy cô
trong Bộ môn Công nghệ sinh học – Khoa Kỹ thuật hóa học, đã dìu dắt em trong suốt
quãng đường đại học.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Cô Lê Thị Thủy Tiên, người đã trực
tiếp hướng dẫn em thực hiện Luận văn tốt nghiệp. Cô đã hết lòng chỉ bảo và giúp đỡ
em rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn.
Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã tận tình giúp đỡ mỗi khi em
gặp khó khăn trong quá trình thí nghiệm.
Cảm ơn các bạn lớp HC06BSH, các anh chị cao học, mọi người đã luôn bên cạnh
tôi và góp thêm động lực giúp tôi phấn đấu nhiều hơn nữa.
Con cũng xin cảm ơn bố mẹ, gia đình là nơi nương tựa và là nguồn động viên
tinh thần lớn lao, giúp con hoàn thành tốt quá trình học tập và vững tin bước vào đời.
Mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắn luận văn không tránh khỏi những
thiếu sót, mong Quý thầy cô chỉ bảo và các bạn góp ý để luận văn được hoàn thiện hơn
nữa. Xin cảm ơn ./.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 12 năm 2010
SVTH: VŨ THỊ NGỌC AN
- ii -

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Tử diệp, trụ hạ diệp và cuống tử diệp của cây bông cải xanh in vitro 7 ngày tuổi
được đưa vào môi trường MS bổ sung sucrose 30 g/l, kinetin 1.0 mg/l và NAA nồng

HCTC Hợp chất thứ cấp
I3C Indole-3-carbinol
IAA 3-indol acetic acid
BDT 1,3-benzodithiole-2-thione
IBA indole-3-butyric acid
ITC Isothiocyanate
NAA 1-naphthalene acetic acid
PEITC Phenethyl isothiocyanate
SFN Sulforaphane
UGT UDP-glucuronosyl transferase
- iv -

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i
TÓM TẮT LUẬN VĂN ii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC HÌNH viii
DANH MỤC ẢNH ix

CHƢƠNG 1. MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Cây bông cải xanh Brassica oleracea var. italica 3
2.1.1. Giới thiệu – vị trí phân loại 3
2.1.2. Nguồn gốc và phân bố 4

4.1.2. Thí nghiệm 2: khảo sát sự tăng trưởng của rễ bất định và sự tích lũy
glucosinolate trong rễ 38
4.1.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các acid amin lên sự tích lũy
glucosinolate ở rễ bất định 42
4.2. Thảo luận 48
- vi -

4.2.1. Ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng và nguồn gốc mẫu cấy đến
khả năng tạo rễ bất định 48
4.2.2. Sự tăng trưởng của rễ bất định và sự tích lũy glucosinolate trong rễ 49
4.2.3. Ảnh hưởng của các acid amin lên sự tích lũy glucosinolate của rễ bất định
50
CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51
5.1. Kết luận 51
5.2. Kiến nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 53
PHỤ LỤC 56

- vii -

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1. 10 nước trồng súp lơ và bông cải xanh nhiều nhất trên thế giới 4
Bảng 2.2. Thành phần dinh dưỡng và khoáng chất trong bông cải xanh tươi 6
Bảng 2.3. Hàm lượng glucosinolate ở 1 số loài Brassica 11
Bảng 2.4. Cấu trúc và phân loại glucosinolate 12
Bảng 2.5: Nguồn thực phẩm chứa isothiocyanate và tiền chất glucosinolate 15

Bảng 3.1. Các nghiệm thức khảo sát ảnh hưởng của nguồn gốc mẫu cấy và nồng độ

Hình 4.9. So sánh ảnh hưởng của các acid amin lên rễ bất định từ trụ hạ diệp
…………. 47
- ix -

DANH MỤC ẢNH

Ảnh 2.1. Cây bông cải xanh 3
Ảnh 2.2. Rễ cây bông cải xanh 5
Ảnh 2.3. Hoa cây bông cải xanh 6
Ảnh 2.4. Trụ hạ diệp trên môi trường MS bổ sung 3 mg/l BA kích thích tạo chồi 9
Ảnh 2.5. Tái sinh chồi từ chồi ngọn 9
Ảnh 2.6. Quy trình nuôi cấy rễ bất định Echinacea purpurea 20

Ảnh 3.1. Hạt giống bông cải xanh Brassica oleracea var italica 25
Ảnh 3.2. Hạt giống củ cải trắng Raphanus sativus 25
Ảnh 3.3. Cây mầm bông cải xanh in vitro 28

Ảnh 4.1. Rễ bất định phát sinh từ mẫu cấy sau 10 ngày nuôi cấy 35
Ảnh 4.2. Rễ bất định phát sinh từ các mẫu cấy khác nhau 36
Ảnh 4.3. Rễ thứ cấp phát sinh từ mẫu cấy sau 1 tuần cấy chuyền 38
Ảnh 4.4. Rễ tăng trưởng trong môi trường lỏng 39
Ảnh 4.5. Rễ bất định trên môi trường lỏng bổ sung acid amin 42

Chƣơng 1: Mở đầu - 1 -

CHƢƠNG 1
MỞ ĐẦU

Bông cải xanh (Brassica oleracea var. italica) được xem như một loại thực phẩm
chức năng vì là nguồn cung cấp dồi dào glucosinolate – tiền chất của isothiocyanate,
những hợp chất có khả năng chống ung thư mạnh trong các loại thực phẩm.
Đề tài này được tiến hành nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hàm lượng
glucosinolate tích lũy trong rễ bất định, từ đó có thể tìm hiểu đặc tính và điều khiển
các yếu tố tác động đến khả năng sinh tổng hợp glucosinolate của bông cải xanh.
Nội dung đề tài bao gồm:
 Khảo sát ảnh hưởng của các chất điều hòa sinh trưởng thực vật đến khả năng
phát sinh rễ bất định.
 Khảo sát sự tăng trưởng của rễ bất định và sự tích lũy glucosinolate trong rễ.
 Khảo sát ảnh hưởng của các amino acid lên sự sinh tổng hợp glucosinolate
của rễ bất định.
Chƣơng 2. Tổng quan tài liệu - 3 -

CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cây bông cải xanh Brassica oleracea var. italica
2.1.1. Giới thiệu – vị trí phân loại
Giới : Plantae (Thực vật)
Ngành : Magnoliophyta (Hạt kín)
Lớp : Magnoliosida (Hai lá mầm)
Bộ : Brassicales (Cải)
Họ : Brassicaceae (Cải) hay Cruciferae (Thập tự)
Chi : Brassica
Loài : B. oleracea L.
Thứ : B. oleracea L. var. italica

Nƣớc
Sản lƣợng (tấn)
CHND Trung Hoa
8,585,000
Ấn Độ
5,014,500
Mỹ
1,240,710
Tây Ban Nha
450,100
Ý
433,252
Pháp
370,000
Mexico
305,000
Ba Lan
277,200
Pakistan
209,000
Anh
186,400

(Nguồn: Food and Agricultural Organization of United Nations 11/06/2008)

Chƣơng 2. Tổng quan tài liệu - 5 -


nhất trong chi Brassica, đặc biệt giàu lutein và

-carotene (Science Daily, 2009).
Bảng 2.2. Thành phần dinh dƣỡng và khoáng chất trong bông cải xanh tƣơi
Dinh dƣỡng trong 100g bông cải xanh tƣơi
Năng lượng
141 kJ (34 kcal)
Carbohydrate
6.64 g
Đường
1.7 g
Chất xơ
2.6 g
Chất béo
0.37 g
Protein
2.82 g
Nước
89.30 g
Vitamin A
31 μg (3%)
-carotene
361 μg (3%)
lutein và zeaxanthin
1121 μg
Thiamine (Vit. B
1
)
0.071 mg (5%)
Riboflavin (Vit. B

Mg
21 mg (6%)
P
66 mg (9%)
K
316 mg (7%)
Zn
0.41 mg (4%)
Nguồn: Dữ liệu dinh dưỡng USDA
Ngoài ra, bông cải xanh còn chứa nhiều chất dinh dưỡng với tiềm năng chống
ung thư như diindolylmethane và Selenium (Tổ chức George Mateljan, 2009). 3,3'-
diindolylmethane trong bông cải xanh có khả năng điều khiển hệ thống đáp ứng miễn
dịch chống lại virus, vi khuẩn và bệnh ung thư (Đại học Berkeley, California,
2007) [23].

Hình 2.1. Cấu tạo 3,3’-diindolymethane
Bông cải xanh còn chứa các hợp chất glucoraphanin (thuộc nhóm chất
glucosinolate), có thể chuyển hóa thành sulforaphane - một hợp chất chống ung thư và
indole-3-carbinol, một chất hóa học góp phần vào quá trình sửa sai DNA trong các tế
bào và ngăn chặn sự tăng trưởng của tế bào ung thư (Science Daily, 2010). Tuy vậy,
những hợp chất có giá trị này của bông cải xanh sẽ giảm đi rất nhiều qua quá trình chế
biến do ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất cao [8, 18]. Chƣơng 2. Tổng quan tài liệu - 8 -

2.1.5. Công dụng của bông cải xanh


- 9 -

là 3.76. Khi chuyển sang môi trường MS kích thích tạo rễ thì môi trường bổ sung IBA
nồng độ 0.2 mg/l cho kết quả cao nhất với 100% số chồi phát sinh rễ, trung bình 6.5
rễ/chồi. Chiều dài rễ lớn nhất là 2.46 cm được thu nhận trên môi trường MS cơ bản.
[16]

Ảnh 2.4. Trụ hạ diệp trên môi trƣờng MS bổ sung BA 3 mg/l kích thích tạo chồi [16]
(A): 1 tuần; (B): 4 tuần; (C): 8 tuần. Thang đo = 5mm

Với đối tượng nhân giống in vitro là chồi ngọn (Viện công nghệ Bandung –
Indonesia tiến hành) thì môi trường thích hợp cho việc tái sinh chồi là môi trường MS
bổ sung BA 10.0 M. Kết quả thu được 16 – 20 chồi/ chồi ngọn và đa số chồi phát
sinh nhiều rễ trên môi trường MS bổ sung NAA 1.0 M (ảnh 2.5). [20]

Ảnh 2.5. Tái sinh chồi từ chồi ngọn [20]
(A): chồi nách sinh ra từ mẫu cấy;
(B): tăng sinh chồi trên môi trường MS bổ sung BA 10 M;
(C): Rễ phát sinh trên môi trường bổ sung NAA 1.0 M; Thang đo = 1cm A
B
C
Chƣơng 2. Tổng quan tài liệu - 10 -


Súp lơ
Bắp cải xanh
Sinigrin
1.7  1.1
8.6  3.1
5.3  1.7
5.1  1.8
Gluconapin
3.4  1.0
2.8  1.6
3.4  1.2
0.4  0.3
Progoitrin
3.9  1.3
2.4  1.0
0.5  0.4
0.6  0.4
Glucoiberin
19.7  2.7
1.5  1.1
1.3  0.6
3.9  1.5
Glucoraphanin
29.8  2.8
0.6  0.5
0.3  0.2
0.4  0.3
Glucoalyssin
3.9  1.1
0.3  0.3
- 12 -

Bảng 2.4. Cấu trúc và phân loại glucosinolate
Tên nhóm glucosinolate
Tên gốc R
Cấu tạo gốc R
1. Aliphatic
Progoitrin
2-hydroxy-3-butenyl

Gluconapolieferin
2-hydroxy-4-pentenyl

Gluconapin
3-butenyl

Glucobrassicanapin
4-pentenyl

2. Aromatic
Gluconasturtiin
2-phenylethyl

3. Indole
Glucobrassicin
3-indolylmethyl

4-hydroxy-glucobrassicin

Ở người không tồn tại enzyme myrosinase nhưng vẫn có thể chuyển hóa
glucosinolate nhờ hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột (Fahey và cs, 2001) [9].

Hình 2.4. Quá trình thủy phân glucosinolate và cấu trúc một số isothiocyanate [25]
Isothiocyanate là các sản phẩm thủy phân của glucosinolate. Mỗi loại
glucosinolate khác nhau khi thủy phân tạo ra các isothiocyanate khác nhau (hình
2.4). Một số loại glucosinolate và isothiocyanate tương ứng được nêu ở bảng 2.5. Hiện
nay, các nhà khoa học quan tâm đến các hoạt động phòng chống ung thư của các loại
rau có chứa nhiều glucosinolate nói chung, cũng như isothiocyanate nói riêng [25].

Chƣơng 2. Tổng quan tài liệu - 15 -

Bảng 2.5: Nguồn thực phẩm chứa isothiocyanate và tiền chất glucosinolate
Isothiocyanate
Glucosinolate
Allyl Isothiocyanate (AITC)
Sinigrin
Benzyl Isothiocyanate (BITC)
Glucotropaeolin
Phenethyl-Isothiocyanate (PEITC)
Gluconasturtiin
Sulforaphane (SFN)
Glucoraphanin
Indole-3-carbinol (I3C)
Glucobrassicin
[25]
2.2.5. Vai trò của glucosinolate thông qua các isothiocyanate

2.2.5.3. Kháng viêm
Sự viêm nhiễm làm thúc đẩy tế bào phát triển và ức chế apoptosis (cơ chế gây
chết tế bào trong cơ thể), dẫn đến tăng nguy cơ ung thư (Steele và cs, 2003).
SFN và PEITC đã được nghiên cứu làm giảm khả năng gia tăng của các tế bào
viêm nhờ bạch cầu, đồng thời các hợp chất này cũng làm giảm hiện tượng DNA liên
kết với NF-kappaB, yếu tố phiên mã truyền tín hiệu viêm (Gerhauser và cs, 2003;
Heiss và cs, 2001).