i

LỜI CẢM ƠN

Những tháng ngày học ở ngôi trƣờng Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh,
em đã nhận đƣợc sự chỉ dạy nhiệt tình của các thầy cô trong trƣờng. Đặc biệt em nhận
đƣợc sự truyền đạt về kiến thức, chuyên môn, kỹ năng làm việc trong môi trƣờng khoa
học của các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Sinh Học. Các thầy cô là ngƣời đã hƣớng
cho em những bƣớc đi đầu tiên cho đến ngày hôm nay. Em xin gởi đến các thầy lời cảm
ơn chân thành nhất.
Em xin gởi lời cảm ơn và lòng kính trọng sâu sắc đến cô Lê Thị Thủy Tiên. Cô là
ngƣời đã giúp đỡ em rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn cũng nhƣ trong quá trình
học tập tại trƣờng.
Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lớp HC06BSH, các bạn là những ngƣời đã đồng
hành cùng tôi trong suốt quãng thời gian học tập tại trƣờng. Tôi xin chân thành cảm ơn
ban cán sự lớp, các bạn là những ngƣời đã đứng ra lo toan mọi việc cho lớp để chúng tôi
có thể hoàn thành tốt việc học cho.
Tôi gởi lời cảm ơn chân thành đến chị Oanh đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện
luận văn.
Con xin gởi lời cảm ơn tới ba má và tất cả ngƣời thân. Tất cả mọi ngƣời đã quan
tâm, ủng hộ và giúp đỡ cho con rất nhiều trong học tập cũng nhƣ vƣợt qua những khó
khăn trong cuộc sống.

ii

TÓM TẮT

Luận văn này đƣợc thực hiện nhằm khảo sát sự sinh trƣởng và hàm lƣợng
glucosinolate trong cây mầm bông cải xanh Brassica oleracea var. italica. Sự tăng trƣởng

2.1 Thủy canh rau mầm: 4
2.1.1 Rau mầm 4
2.1.2 Cách trồng rau mầm 5
2.1.2.1 Ngâm ủ hạt giống 5
2.1.2.2 Ảnh hƣởng của ánh sáng và độ ẩm 6
2.1.2.3 Các phƣơng pháp trồng rau mầm 7
2.2 Bông cải xanh Brassica oleracea var italica: 8
2.2.1 Giới thiệu chung về cây bông cải xanh: 8
2.2.2 Đặc điểm hình thái cây bông cải xanh: 9
2.2.3 Công dụng 11
2.3 Glucosinolate 14
2.3.1 Giới thiệu: 14
2.3.2 Cấu trúc hóa học: 15
2.3.3 Sự sinh tổng hợp glucosinolate 17
2.3.4 Các phƣơng pháp trích ly: 18
2.3.5 Công dụng của glucosinolate: 19

iv

2.4 Rau mầm bông cải xanh: 21
2.5 Spirulina 22
2.5.1 Cấu tạo 22
2.5.2 Thành phần hóa học của tảo 22
2.5.3 Các phƣơng pháp phá vỡ 24
CHƢƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 26
3.1 Vật liệu 27
3.2 Phƣơng pháp 28
3.2.1 Tạo cây mầm bông cải xanh và cây mầm củ cải trắng: 28
3.2.1 Khảo sát sự sinh trƣởng và sự sinh tổng hợp glucosinolate của cây mầm bông cải
xanh: 28

vi

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Cấu trúc glucosinolate
Hình 2.2:Cấu trúc phân tử và phân loại của một số loại glucosinolate thƣờng đƣợc tìm
thấy trong rau cải thuộc họ Cruciferae
Hình 2.3 Quá trình sinh tổng hợp glucosinolate từ amino acid (Glendening và Poulton,
1990)
Hình 2.4 Quá trình sinh tổng hợp aliphatic glucosinolate từ methionine (Daniel J.
Kliebenstein, 2001)
Hình 3.1 Qui trình gieo hạt để tạo cây mầm
Hình 3.2 Qui trình thu nhận dịch chiết tảo
Hình 3.3 Qui trình thủy phân glucosinolate thành isothicyanate
Hình 3.5 Sơ đồ phản ứng giữa isothiocyanate và 1,2 – benzendithiol tạo sản phẩm 1,3 –
benzodithiole – 2 – thione
Hình 4.1: Sự sinh tƣởng của cây mầm bông cải xanh theo thời gian
Hình 4.2 Hàm lƣợng glucosinolate của cây mầm bông cải xanh
Hình 4.3 Ảnh hƣởng của dịch chiết tảo lên hàm lƣợng glucosinolate trong cây mầm bông
cải xanh
Hình 4.4:Ảnh hƣởng của L – Phenylalanine lên hàm lƣợng glucosinolate của cây mầm
bông cải xanh
Hình 4.5 Ảnh hƣởng của L – Methionine lên hàm lƣợng glucosinolate trong cây mầm
bông cải xanh vii

Hình 4.6: Ảnh hƣởng của L – Tyrosine lên hàm lƣợng glucosinolate trong cây mầm bông
cải xanh


Ảnh 2.1: Rau mầm
Ảnh 2.2: Rau mầm đậu xanh
Ảnh 2.3: Rau mầm củ cải
Ảnh 2.4: Rễ rau mầm thủy canh
Ảnh 2.5: Bông cải xanh Brassica oleracea var italica
Ảnh 2.6: Mầm bông cải xanh
Ảnh 2.7: Hình dạng của tảo
x

NHỮNG TỪ VIẾT TẮT

BA: benzylaminopurine
BDT: 1,3-benzodithiole-2-thione
CĐHSTTV: Chất điều hòa sinh trƣởng thực vật
ESP: epithiospecifier protein
FAO: Tổ chức Nông lƣơng Quốc tế
GC-MS: phép đo sắc ký tập trung
HPLC: sắc ký lỏng cao áp
I3C: indole-3-carbiol
IBA: 3-indolebutyric acid
ITC: isothiocyanate
Pt: trọng lƣợng tƣơi
SGS: sulforaphane glucosinolate
WHO: Tổ chức Y tế Thế giới

Chƣơng 1. Mở đầu


là cần thiết, đƣợc mọi ngƣời quan tâm.
Glucosinolate là tiền chất của isothiocyanate – một hợp chất có khả năng ức chế sự
phát triển của các tế bào ung thƣ, hoạt tính chống oxy hóa cao và còn có khả năng giết
chết vi khuẩn Helicobacter pylori – thủ phạm chính gây viêm loét dạ dày và các bệnh ung
thƣ dạ dày. Glucosinolate có nhiều trong các cây họ thập tự, đặc biệt là trong cây bông cải
xanh Brassica oleracea var. italica (Heidrun, 2000) [10]. Cây mầm chứa hàm lƣợng chất
dinh dƣỡng cao hơn cây trƣởng thành. Cây mầm Brassica oleracea var. italica có hàm
lƣợng glucosinolate cao hơn cây trƣởng thành 10 – 100 lần (Jed, 1990) [12]. Tuy nhiên,
hàm lƣợng glucosinolate giảm đáng kể qua thời gian bảo quản và chế biến. Vì vậy, việc
nâng cao hàm lƣợng glucosinolate trong cây mầm là cần thiết.
Trong phạm vi luận văn tốt nghiệp, chúng tôi tiến hành khảo sát tác động của một số
loại acid amin để làm tăng hàm lƣợng glucosinolate trong cây mầm Brassica oleracea
var. italica nhằm mục đích sản xuất ra cây mầm có hàm lƣợng glucosinolate cao cung cấp
cho thị trƣờng.

Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 3

CHƢƠNG 2
TỔNG QUAN
Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 4

Fe, Ca, P

Đậu xanh
20%
A, C, E

Fe, K

Đậu hòa lan
20%
A, B, C
Các acid
thiết yếu

Carbohydrate
Củ cải
Vết
C

K
Chlorophyll
(Nguồn [21]
Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 5

Rau mầm hiện đang đƣợc chú ý vì độ sạch, an toàn, dinh dƣỡng cao, vì mùi vị "là lạ
hay hay" cay nồng đặc trƣng. Rau mầm là loại rau có thể trồng quanh năm, điều kiện
chăm sóc rất dễ, thời gian canh tác ngắn (5 - 7 ngày), đa dạng chủng loại (bông cải xanh,
củ cải, rau dền, mồng tơi, rau muống, ). Vì vậy, rất thích hợp cho những bà nội trợ,

Ánh sáng: với bất cứ phƣơng pháp trồng nào cũng thƣờng hạn chế tiếp xúc ánh sáng
trong khoảng 1-3 ngày đầu tiên bằng cách đậy kín khay. Thiếu ánh sáng giúp hạt tập trung
phát triển mầm.
Độ ẩm: giai đoạn này do chƣa phát triển mầm hoặc rễ đủ để hút nƣớc trực tiếp từ giá
thể, hạt giống phát triển nhờ lƣợng nƣớc tích tụ đƣợc khi ngâm, đồng thời thông qua độ
ẩm không khí mà hút thêm lƣợng nƣớc cần dùng. Do đó cần duy trì độ ẩm cao nhất có thể
trong không khí xung quanh hạt.
Ngày 3 - thu hoạch:
Ánh sáng: lúc này mầm rau cần ánh sáng để quang hợp, giúp thân rau cứng cáp hơn,
lá xanh hơn và hạn chế đƣợc một số mầm bệnh liên quan đến nấm.
Độ ẩm: mầm rau giờ lấy nƣớc thông qua rễ, nên chỉ cần duy trì độ ẩm cho giá thể.
Thân rau mọc cao, mật độ dày, nên khi tƣới phun sƣơng xong cần để khay rau nơi thoáng
để thân rau nhanh khô nƣớc. Để nơi quá kín và ẩm ƣớt, nƣớc trên thân và gốc lâu khô tạo
môi trƣờng nấm phát triển.
Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 7

2.1.2.3 Các phƣơng pháp trồng rau mầm
Sự khác nhau giữa các cách trồng chính là phƣơng pháp cung cấp lƣợng nƣớc cho
mầm phát triển. Từ ngày thứ 3, rễ phát triển lớn nhằm tìm kiếm lƣợng nƣớc bên ngoài
cung cấp cho mầm.

Ảnh 2.4 Rễ rau mầm trồng thủy canh
Có các phƣơng pháp cơ bản nhƣ sau:
2.1.2.3.1 Dùng giá thể
Giá thể: tơi xốp, giữ ẩm cao, thông thoáng, không có các tạp chất, kim loại nặng,
chất hóa học Thƣờng đƣợc dùng nhất là mụn dừa, mạt cƣa, đất sạch, phân trùn quế. Kế
đó là: cát, giấy ăn, vải thun, vải bố, bông, mút bất cứ chất liệu nào có khả năng giữ ẩm
và sạch.

Phân loại cây bông cải xanh:[19]
Giới: Thực vật
Ngành: Hạt kín
Lớp: Hai lá mầm
Bộ: Brassicales
Họ: Brassicaccae hay Cruciferae
Chi: Brassica
Loài: B. oleracea
Tên khoa học: B. oleracea var. italica
2.2.2 Đặc điểm hình thái cây bông cải xanh:
2.2.2.1 Nguồn gốc
Cây bông cải xanh có nguồn gốc từ một loài cải hoang dại ở vùng Địa trung Hải.
Cây đƣợc sử dụng nhƣ một loại rau cách đây khoảng 2000 năm (Buck, 1956). Loài này
đƣợc giới thiệu ở Mỹ bởi những ngƣời di cƣ Châu Âu đầu tiên, nhƣng chỉ trở nên phổ
biến bắt đầu từ những năm 1920 (Murray, 2005).
Hiện nay cây đƣợc trồng khắp nơi trên thới giới. Các nƣớc trồng nhiều nhƣ Trung
Quốc, Ấn Độ, Pakistan, Mỹ, Mêhicô, Ý, Tây Ban Nha, Anh, Pháp, Ba Lan.[12]
2.2.2.2 Thành phần hóa học
Bông cải xanh chứa hàm lƣợng cao các loại vitamin C, K, A… cũng nhƣ một lƣợng
lớn chất xơ tan. Đây cũng là loại rau giàu khoáng chất (Ca, Mg, Zn, Fe…). Bông cải xanh
chứa nhiều chất có hoạt tính chống ung thƣ nhƣ diindolylmethane và một lƣợng nhỏ Selen
(Se). Hợp chất 3,3’- diindolylmethane tìm thấy trong cây bông cải xanh có vai trò hoạt
Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 10

hóa hệ miễn dịch chống lại vi khuẩn, virus cũng nhƣ chống lại ung thƣ (Diindolylmethane
Information Resource Center, 2007). Bông cải xanh cũng chứa chất glucoraphanin (một
chất thuộc nhóm glucosinolate), chất này sẽ đƣợc chuyển hóa thành hợp chất
sulforaphane là một chất có khả năng chống lại ung thƣ.

Vitamin A
31µg
800 µg
1388IU
Vitamin B1
0,071mg
0,065mg
0,055mg
Vitamin B2
0,117mg
0,119mg
0,113mg
Vitamin B3
0,639mg
0,638mg
0,574mg
Vitamin B5
0,573mg
0,535mg
ND
Vitamin B6
0,175mg
0,159mg
0,144mg
Vitamin B9
63 µg
71 µg
50 µg
Vitamin C
89,2mg

Zn
0,4mg
ND
0,379mg
Cu
0,41mg
0,40mg
0,044mg
Na
30,68mg
ND
26mg
K
316mg
325mg
ND
Nƣớc
89,30g
90,69g
ND
Se
3 µg
ND
1,9 µg
*ND: Không phát hiện.
(Nguồn
2.2.3 Công dụng [24]
Bông cải xanh là một loại rau có giá trị dinh dƣỡng cao và ngon nên đƣợc sử dụng
thƣờng xuyên trong các món ăn. Phần ăn đƣợc là toàn bộ đầu hoa chƣa nở, búp còn cuộn
tròn, đầu hoa vẫn còn xanh. Các món thƣờng sử dụng bông cải xanh là luộc, xào, nấu

2.2.3.3. Bông cải xanh giúp ích cho tim mạch
Nhƣ chúng ta vẫn biết bệnh tiểu đƣờng nếu không theo dõi sẽ gây ra nhiều biến
chứng, trƣớc hết là những biến chứng trên mạch vành, mạch máu võng mạc mắt, các vùng
mạch máu ngoại biên. Hợp chất hóa học trong bông cải xanh có khả năng giúp cơ thể
ngăn chặn các biến chứng này.
Các nghiên cứu về thành phần hóa học trong bông cải xanh tại trƣờng Ðại Học Y
Khoa Warwick phát hiện hợp chất sulforaphane đã làm cho cơ thể tăng cƣờng hình thành
các enzyme bảo vệ các mạch máu, giảm các loại phân tử gây tổn hại tế bào. Chất
sulforaphane có trong bông cải xanh có thể chống lại sự phát triển bệnh mạch máu do tiểu
đƣờng.
Kết quả nghiên cứu trên động vật của trƣờng Ðại Học Connecticut cho thấy, những
động vật ăn bông cải xanh cải thiện đƣợc chức năng tim và ít bị tổn thƣơng về cơ tim hơn
khi thiếu oxy. Các nhà nghiên cứu cho rằng những lợi ích của bông cải xanh chính là sự
bổ sung các chất mà giúp tăng cƣờng các protein bảo vệ tim có tên là thioredoxin.
Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 13

2.2.3.4. Bệnh đau bao tử, ung thƣ dạ dày và bông cải xanh
Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm cho thấy, thành phần sulforaphane trong
bông cải xanh và mầm bông cải xanh có thể tiêu diệt vi khuẩn Helicobacter pylori (HP)
đây là loại vi khuẩn chính gây loét dạ dày và ung thƣ dạ dày.
Khi nghiên cứu trên chuột, các nhà khoa học tại Ðại Học Johns Hopkins phát hiện
thấy, sulforaphane có thể tiêu diệt đƣợc cả vi khuẩn HP vẫn kháng lại kháng sinh thông
thƣờng. Hóa chất này có thể tìm và diệt vi khuẩn nằm ngoài lẫn nằm trong tế bào. Ðiều
này rất quan trọng vì thông thƣờng, HP hay nằm trong các tế bào lót của niêm mạc dạ
dày, khiến bệnh khó lành.
Hàm lƣợng sulforaphane đƣợc dùng trong thí nghiệm có thể nhận thấy đƣợc bằng
cách ăn bông cải xanh hay mầm của nó. Hiện các khoa học gia vẫn chƣa biết bông cải
xanh có đem lại hiệu quả tƣơng tự ở ngƣời hay không và nếu có thì phải dùng bao nhiêu

Hợp chất này có tên là glucosinolate từ mầm bông cải xanh. Trong quá trình thái
nhỏ, nhai và tiêu hóa, chất này sẽ chuyển thành chất isothiocyanate, có vai trò ngăn ngừa
ung thƣ. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, isothiocyanate ngăn chặn phát triển của các
tế bào ung thƣ bàng quang.
2.3 Glucosinolate
2.3.1 Giới thiệu
Glucosinolate là một tập hợp các chất hữu cơ trong đó có chứa sulfur, nitrogen và 1
nhóm có nguồn gốc từ glucose. Chúng là những anion tan trong nƣớc, thuộc nhóm
glucoside và là các hợp chất thứ cấp của nhiều thực vật thuộc bộ Brassicales (đặc biệt là
Chƣơng 2. Tổng quan

Trang 15

trong họ Brassicaceae, ngoài ra còn có trong họ Carieaceae), và một số họ khác của cây 2
lá mầm các hợp chất glucosinolate này gây ra vị đáng hoặc hăng của nhiều loại thực
phẩm nhƣ mù tạt, cải ngựa, bắp cải và cải brussel, đối với thực vật chúng sử dụng nhƣ
thuốc trừ sâu thiên nhiên, và nhƣ là vũ khí chống lại động vật ăn cỏ.[10]
Có khoảng 120 glucosinolate khác nhau đã đƣợc tìm thấy trong tự nhiên quan
trọng hơn, glucosinolate là tiền chất của isothiocyanate (ITC). Hiện nay, isothiocyanate
đặc biệt là sulforaphane (có nhiều trong bông cải xanh) đang đƣợc quan tâm, nghiên cứu
rất nhiều về khả năng ngăn ngừa, ức chế sự phát triển của ung thƣ.[10]
2.3.2 Cấu trúc hóa học:

Hình 2.1: Cấu trúc glucosinolate[15]
Glucosinolate gồm có 1 nửa chung là glycone và một chuỗi phi glycone khác nhau
có nguồn gốc từ amino acid aliphatic và aromatic, hầu hết thƣờng thấy là từ methionine,
phenylalanine, tyrosine và trytophane. Glycone đƣợc đặc trƣng bởi 1 thioglucose và một
nhóm sulfonate, cả 2 gắn vào C-α của mạch amino acid chính. Cấu trúc của một số
glucosinolate tiêu biểu đƣợc thể hiện trong hình 2.2 (Daniel J. Kliebenstein, 2001) [8]