BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
o0o
VÕ THỊ THU THẢO
NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY, KHẢO SÁT
KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA, TÍNH KHÁNG KHUẨN
CỦA DỊCH CHIẾT POLYPHENOL TỪ PHỤ PHẨM
CÂY SÚP LƠ XANH (Brassica oleracea)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD : ThS. BÙI TRẦN NỮ THANH VIỆT
Nha Trang, tháng 6 năm 2014
i
LỜI CAM KẾT
Sinh viên: Võ Thị Thu Thảo
Nơi đào tạo: Trường Đại học Nha Trang
Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
Người hướng dẫn: Th.S Bùi Trần Nữ Thanh Việt
Tên đồ án tốt nghiệp:
“ Nghiên cứu quá trình trích ly, khảo sát khả năng chống oxy hóa, tính
kháng khuẩn của dịch chiết polyphenol từ phụ phẩm cây súp lơ xanh (
Brassica oleracea)
Nội dung cam đoan:
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự chỉ bảo
Em xin đặc biệt cảm ơn cô Bùi Trần Nữ Thanh Việt đã giành nhiều thời
gian, công sức tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và thực
hiện đề tài.
Cuối cùng em muốn giành lời cảm ơn sâu sắc nhất tới những người
thân trong gia đình em luôn giành sự cảm thông chia sẽ và tạo điều kiện giúp
đở em có đủ nghị lực để hoàn thành tốt đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh Viên
Võ Thị Thu Thảo
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM KẾT i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii
DANH MỤC CÁC BẢNG viii
DANH MỤC CÁC HÌNH ix
LỜI MỞ ĐẦU xii
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1
1.1 Tổng quan về cây súp lơ xanh 1
1.1.1 Tên gọi 1
1.1.2 Đặc điểm sinh thái 2
1.1.3 Nguồn gốc và sự phân bố của cây súp lơ xanh 3
1.1.4 Thành phần hóa học của súp lơ xanh 4
1.1.4.1 Nước 4
1.1.4.2 Gluxit 4
1.1.4.3 Các axit hữu cơ 5
2.1 Đối tượng và địa điểm nghiên cứu 29
2.1.1 Địa điểm 29
2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 29
2.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị 29
2.2.1 Dụng cụ 29
2.2.2 Hóa chất 30
2.2.3 Thiết bị 30
2.3 Nội dung nghiên cứu 31
2.4 Phương pháp nghiên cứu 31
v
2.4.1 Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu 31
2.4.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm 31
2.4.2.1 Qui trình dự kiến tiến hành chiết polyphenol từ phụ phẩm súp lơ31
2.4.2.2 Thí nghiệm khảo sát 1: Khảo sát hàm lượng polyphenol trong một
số nguyên liệu họ cải của Việt Nam 35
2.4.2.3 Thí nghiệm khảo sát 2: Ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hiệu
quả trích lypolyphenol từ phụ phẩm súp lơ 36
2.4.2.4 Thí nghiệm khảo sát 3: Ảnh hưởng tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi
(w/v) đến hiệu quả trích lypolyphenol từ phụ phẩm súp lơ 36
2.4.2.5 Thí nghiệm khảo sát 4: ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu quả trích ly
polyphenol từ phụ phẩm súp lơ 37
2.4.2.6 Thí nghiệm khảo sát 5: ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu
quả trích lypolyphenol từ phụ phẩm súp lơ 38
2.4.2.7 Thí nghiệm khảo sát 6: ảnh hưởng nồng độ dung môi đến hiệu
quả trích lypolyphenol từ phụ phẩm súp lơ 38
2.4.2.8 Thí nghiệm mô hình hóa quá trình trích ly polyphenol từ phụ phẩm
súp lơ 39
2.4.2.9 Bố trí thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxi hóa của dịch chiết
polyphenol. 40
vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ROS: Chất hoạt động chứa oxi
RNS: Chất hoạt động chứa nitơ
GLS: Glucosinolates
FW: Fresh weight
Aas: Amino acids
In vitro: Nghiên cứu trong ống nghiệm
In vivo: Nghiên cứu trên cơ thể sống
TXA2: Thromboxane A2
COX: Cyclooxygenase
LPOs: Lipid peroxides
LDL: Low density lipoprotein
ETEC: enterotoxigenic E.coli
EPEC: enteropathogenic E.coli
EAEC: enteroadherent E.coli
EIEC: enteroinvasive E.coli
EHEC: enterohaemorrhagic E.coli
Nrf2: nuclear factor-erythroid-2-related factor 2
GAE: Gallic Acid Equivalent
ABS: Absorbance
n lư
ợ
ng súp lơ
, s
ố
lư
ợ
ng xu
ấ
t kh
ẩ
u, giá tr
ị
xu
ấ
t
khẩu của một số nước trên thế giới
9-10
1.3
S
ả
n lư
ợ
ng súp lơ xanh
ở
m
ậ
n th
ự
c nghi
ệ
m
6
1
3.3
Ma tr
ậ
n k
ế
t qu
ả
6
2
3.4
Các h
ệ
s
ố
c
ở
ng các y
ế
u t
ố
kh
ả
o sát
đến hoạt tính chống oxy hóa
64
3.6
Kh
ả
năng kháng khu
ẩ
n c
ủ
a d
ị
ch chi
ế
t poyphenol t
ừ
ph
ụ
phẩm súp lơ
a flavonoid, acid phenolic,
tannins
13-14
1.3
Cấu trúc Stillbene và Lignan
14
1.4
Cơ ch
ế
t
ạ
o ph
ứ
c gi
ữ
a
polyphenol
và các ion kim
loại
17
1.5
C
ấ
u trúc c
ủ
a 12
Glucosinolates
ừ
ph
ụ
phẩm súp lơ
32
2.2
Sơ đ
ồ
b
ố
trí thí nghi
ệ
m kh
ả
o sát hàm lư
ợ
ng
polyphenol ở một số nguyên liệu họ cải của Việt
Nam
35
2.3
Sơ đ
ồ
b
ố
ở
ng c
ủ
a t
ỉ
l
ệ
nguyên
liệu/ dung môi đến hiệu quả trích ly polyphenol
37
x
2.5
Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến
hiệu quả trích ly polyphenol
37
2.6
Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian đến
hiệu quả trích ly polyphenol
38
2.7
Sơ đ
ồ
b
ố
ồ
b
ố
trí thí nghi
ệ
m xác đ
ị
nh
ho
ạ
t tính kháng
khuẩn của dịch chiết polyphenol
41
2.
10
Ph
ả
n
ứ
ng trung hòa g
ố
c DPPH
4
4
u qu
ả
trích ly polyphenol
49
3.3
Ả
nh hư
ở
ng c
ủ
a
t
ỉ
l
ệ
nguyên li
ệ
u/
dung môi đ
ế
n hi
ệ
u
quả trích ly polyphenol
52
3.4
ế
n hi
ệ
u qu
ả
trích ly
polyphenol
56
xi
3.6
Ả
nh hư
ở
ng c
ủ
a s
ố
l
ầ
n chi
ế
t đ
ế
n hi
ệ
u qu
c nghi
ệ
m
ả
nh hư
ở
ng c
ủ
a
nồng độ dung môi và thời gian chiết đến hoạt tính
chống oxy hóa của
65
3.9
Kh
ả
năng kh
ử
g
ố
c DPPH c
ủ
a m
ộ
t s
ố
lo
ạ
3.11
Đ
ồ
th
ị
bi
ể
u di
ễ
n kh
ả
năng kháng oxi hóa c
ủ
a d
ị
ch
chiết polyphenol
68
3.12
Hình
ả
nh th
ể
hi
ệ
n ho
dinh dưỡng mà nó đem lại cho sức khỏe cũng đã được nghiên cứu. Hằng năm
sản lượng súp lơ được sản xuất trên thế giới là rất dồi dào. Người tiêu dùng
chỉ sử dụng bông và thân non của nó trong việc ăn uống, cho nên lượng phế
liệu này thải ra với khối lượng lớn.
Hiện tại người ta tận thu nguồn này đa phần chỉ dùng trong phân bón và
thức ăn cho động vật ăn cỏ, một bộ phận nhỏ lá non thì được sử dụng trong
các món ăn salad. Lượng phụ phẩm cây súp lơ chiếm khoảng 47.49% so với
khối lượng của 1 cây súp lơ, chiếm tỉ lệ khá cao so với toàn bộ cây. Tuy nhiên
việc nghiên cứu về chúng vẫn còn hạn chế. Trong thành phần của chúng có
một lượng lớn các hợp chất sinh học mang lại giá trị cao trong các lĩnh vực
như y dược và thực phẩm, đặc biệt là các hợp chất polyphenol [32], [33], [34].
[38], [50], [61], [71]. Vì vậy việc chọn đề tài “ Nghiên cứu quá trình trích ly,
khảo sát khả năng chống oxy hóa và tính kháng khuẩn của dịch chiết
polyphenol từ phụ phẩm cây súp lơ xanh (Brassica olera)” là nghiên cứu cơ
bản có thể mang lại những dữ liệu khoa học làm cơ sở cho việc nghiên cứu
ứng dụng nhằm tận dụng nguồn phụ phẩm này. Kết quả nghiên cứu hàm
xiii
lượng polyphenol trong phụ phẩm súp lơ đóng góp thêm một nguồn nguyên
liệu dồi dào với giá cả rẻ cho ngành này trong thời gian tới.
Mục đích, ý nghĩa đề tài
Mục đích
Xác định các thông số kỹ thuật thích hợp cho mỗi công đoạn để hoàn
thành quy trình trích ly polyphenol tối ưu từ phụ phẩm cây súp lơ
xanh.
Xác định khả năng chống oxi hóa của dịch chiết polyphenol và khả
năng kháng khuẩn của chúng.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Tìm hướng tận dụng phụ phẩm từ cây súp lơ.
Góp phần thêm vào dữ liệu khoa học về polyphenol thực vật.
Cải bẹ trắng Brassica chinensis L.
Cải xanh (Leaf mustard) Brassica juncea (L.) 2
Hình 1.1 Cây súp lơ
1.1.2 Đặc điểm sinh thái
Cây súp lơ trưởng thành có chiều cao khoảng 60-90cm, lá dày, mập,
không có lông, mọc so le và chia thành hình lông chim, tỏa đều xung quanh
thân, ở giữa là những cụm hoa màu xanh [5]. Thân bông thường không chia
nhánh, đỉnh của thân cây phát sinh những cụm chồi.
Súp lơ thuộc loại rễ chùm, phân nhánh, khi bộ lá phát triển phía trên
thì hệ rễ tiếp tục ăn sâu xuống đất, rễ chùm của súp lơ xanh phát triển mạnh
hơn rễ cọc, khi cây ở giai đoạn thành thục, hệ rễ ăn sâu khoảng 30cm và
rộng 40cm. Lá thuôn hình thìa, gân lá thưa, lá gần giống với lá súp lơ trắng.
Hoa súp lơ giống như các dạng hoa của họ thập tự, nở thành từng chùm, hoa
nở từ dưới lên vào buổi sáng khoảng 8-10 giờ, thụ phấn nhờ côn trùng. Nhiệt
độ thích hợp nhất cho thụ phấn là 12-22
0
C, ở nhiệt độ dưới 10
0
C sự xâm
nhập của hạt phấn bị kìm hảm. Bông thuộc loại quả giác có hai ngăn chứa
hạt nằm dọc theo rãnh quả túi thuộc vào giống mà trong mỗi quả có số lượng
hạt khác nhau, sau khi hoa nở được 3-4 tuần thì quả đạt kích thước lớn nhất
và chuyển vào giai đoạn chín. Ngoài ra bông thường có dạng trứng đường
3
1.1.4 Thành phần hóa học của súp lơ xanh
1.1.4.1 Nước
Trong súp lơ xanh nước chiếm khoảng 90,9% trọng lượng [7], đóng vai
trò quan trọng trong quá trình sống của chúng. Nước vừa là thành phần hóa
học, vừa là môi trường hòa tan và thực hiện các quá trình phân giải, tổng hợp
vật chất trong quá trình sống của súp lơ.
Nước chứa các chất dinh dưỡng và vận chuyển các chất từ cơ quan này
sang cơ quan khác trong các tổ chức tế bào rau quả. Khi lượng nước giảm,
súp lơ sẽ bị héo và nhanh bị vàng, rút ngắn thời gian bảo quản [4].
1.1.4.2 Gluxit
Gluxit trong súp lơ bao gồm:
+ Các loại đường đơn, đường kép: saccarit, fructoza, glucoza, maltoza,
galactoza.
+ Các polysaccarit: tinh bột, xenluloza, hemixenluloza….
Các loại đường:
Lượng đường tổng trong súp lơ khoảng 5,2% [7]. Đây là thành phần
cung cấp nhiều năng lượng cho cơ thể nên có giá trị cao. Chủ yếu là đường
fructoza, glucoza, saccaroza. Fructoza và glucoza là 2 loại đường được hệ tiêu
hóa của người hấp thu trực tiếp.
Tinh bột: Lượng tinh bột trong súp lơ không nhiều chiếm khoảng 0,1%
[7]. Lượng tinh bột này luôn thay đổi theo sự phát triển của rau.
Xenluloza: Trong súp lơ có khoảng 0,9% xenluloza [7]. Lượng này tập
trung ở các cơ quan nhưng nhiều nhất ở vỏ ngoài của cuống hoa.
5 Chất xơ bao gồm xenluloza, hemixenluloza, pectin… và chiếm khoảng
2,5% [7]. Khả năng liên kết xơ của hoa súp lơ xanh 5,9 g nước/g xơ [4].
1.1.4.3 Các axit hữu cơ
H
28
O
2
N
4
Mg)( COOCH
3
)(COOC
20
H
39
)
Carotenoid bao gồm carotin, licopin, xantofyl. Carotin ( tiền vitamin A)
có màu vàng [4].
1.1.4.6 Các vitamin
6 Trong súp lơ xanh có rất nhiều loại vitamin nhưng nhiều nhất vẫn là
vitamin C, tồn tại ở 3 dạng: dạng tự do là axit ascorbic, dạng oxy hóa là
dehydro ascorbic acid và dạng liên kết với protit là ascorbigen [4].
1.1.4.7 Các chất khoáng
Trong súp lơ xanh có rất nhiều chất khoáng, chúng tồn tại ở các dạng
hợp chất cao phân tử, dạng muối, các axit hữu cơ, vô cơ. Các hợp chất khoáng
có thể hòa tan hay không hòa tan trong nước, không phân ly thành ion kim
loại [4].
1.1.4.8 Các enzym
Các enzym trong súp lơ điển hình là enzym polyphenoloxydaza (PPO),
xúc tác cho các quá trình oxy hóa polyphenol tạo thành các hợp chất thâm
chống ung thư như Myrosinase, Sulforaphane, Di-indolyl và một lượng
nhỏ selen. Những chất này có tác dụng rất tốt đến sức khỏe của con người [7].
Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng có trong súp lơ xanh [84].
8
1.1.5.2 Giá trị kinh tế
Súp lơ được dùng không những cho ăn tươi mà còn là nguyên liệu quan
trong cho ngành công nghiệp chế biến như dạng súp lơ sấy [2]. Hiện nay
nhiều nước phát triển đã trồng súp lơ xanh thay thế cho cây bắp cải truyền
thống. Súp lơ mang lại lợi ích kinh tế và triển vọng cho xuất khẩu ở nhiều
nước trên thế giới.
1.1.5.3 Giá trị y học
Súp lơ không những được dùng để cung cấp vitamin, chất khoáng mà
còn có nhiều tác dụng về mặt y học, nó còn có khả năng phòng chống một số
bệnh ung thư, giúp bảo vệ da.
9 Súp lơ xanh có khoảng 30 chất mà nhiều nghiên cứu cho là có công
dụng ngăn ngừa ung thư, nhất là ung thư vú. Chất indole carbonol làm giảm
hormon estrogen thường được coi như có nguy cơ gây ra loại ung thư
này. Bên cạnh đó, súp lơ có khả năng ngăn ngừa các bệnh như viêm khớp,
bệnh tim mạch vành, bệnh nhiễm trùng, khả năng kháng oxy, tiêu diệt được vi
khuẩn gây viên loét dạ dày, đường ruột và tuyến tiền liệt, ngăn chặn sự phát
triển của tế bào ung thư ở những bộ phận này, đồng thời còn giúp điều trị
chứng bệnh rối loạn ở da, giúp da ngăn ngừa những tổn hại do tia cực tím gây
ra [15], [58], [59].
ấ
t kh
ẩ
u
Giá tr
ị
xu
ấ
t kh
ẩ
u
Đơn vị: nghìn tấn Đơn vị: nghìn USD
B
ỉ
85,68
10,6
6090
Canada
42,65
12,34
700
Ecuador
5,68
0,03
30
Ai C
ậ
p
131,21
0,06
30
Pháp
418,65
199,25
113230
Đ
ứ
51,32
43960
Nh
ậ
t B
ả
n
125,00
0,00
0
Mexico
215,00
54,75
33580
Hà Lan
42,00
22,04
Anh
161,50
2,77
3000
Venezuela
9,72
0,01
0
Copyright: Tài liệu đại học ©