BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ
TRÌNH TÁCH CHIẾT ANTHOCYANIN TỪ HOA BỤP
GIẤM, KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG OXY HÓA VÀ
ĐỘ BỀN CỦA DỊCH CHIẾT ANTHOCYANIN

Ngành:

CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Chu Thị Bích Phượng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Hồng Cúc
MSSV: 1151110077

Lớp: 11DSH02

TP. Hồ Chí Minh, 2015


Đồ án tốt nghiệp


Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Trung tâm thí nghiệm hóa sinh đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên và hỗ trợ để chúng tôi
có thể hoàn thành tốt đồ án này.

2


Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

MỤC LỤC .............................................................................................................. 3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................... 7
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... 8
DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ............................ 9
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 13
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY BỤP GIẤM ...................................................... 13
Tên gọi ............................................................................................... 13
Phân loại thực vật............................................................................... 13
Hình thái, đặc điểm sinh trưởng ........................................................ 14
Phân bố ............................................................................................... 15
Giá trị sử dụng của cây bụp giấm ...................................................... 15
Thành phần hóa học của hoa bụp giấm ............................................. 17
1.2. Tổng quan về anthocyanin ........................................................................ 20
Giới thiệu............................................................................................ 20
Cấu trúc hóa học của anthocyanin ..................................................... 20
Tính chất của anthocyanin ................................................................. 21
Sự phân bố của anthocynin ................................................................ 22
Một số yếu tố ảnh hưởng đến độ màu của anthocyanin .................... 23


Đồ án tốt nghiệp

Nội dung 2: Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết
anthocyanin bằng phương pháp DPPH ................................................................... 45
Nội dung 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của dịch
chiết anthocyanin. .................................................................................................... 45
Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 48
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 53
3.1. Nội dung 1: Kết quả khảo sát các yêu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly
và thu nhận anthocyanin từ đài hoa bụp giấm ............................................................ 53
Thí nghiệm 1: Kết quả khảo sát hệ dung môi thích hợp cho quá trình
tách chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. .......................................................... 53
Thí nghiệm 2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu
dung môi đến quá trình tách chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. ................... 56
Bảng 3.2. Hàm lượng anthocyanin thu được khi khảo sát ở các tỷ lệ nguyên
liệu dung môi tách chiết khác nhau....................... Error! Bookmark not defined.
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian lắc trong quá trình tách
chiết anthocyanin từ đài hoa bụp giấm. .................................................................. 58
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng trích ly
anthocyanin từ bụp giấm. ........................................................................................ 60
Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng trích ly
anthocyanin.............................................................................................................. 63
3.2. Nội dung 2: Kết quả xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết
anthocyanin bằng phương pháp DPPH. ...................................................................... 64
3.3. Nội dung 3: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến độ
bền của anthocyanin. .................................................................................................. 68

5



Bảng 3.2 Hàm lượng anthocyanin thu được khi khảo sát ở các tỷ lệ nguyên liệu
dung môi tách chiết khác nhau. ...................................................................................... 56
Bảng 3.3 Hàm lượng anthocyanin thu được khi khảo sát ở các thời gian lắc khác
nhau.................................................................................................................................. 58
Bảng 3.4 Hàm lượng anthocyanin thu được khi tách chiết ở các khoảng pH khác
nhau.................................................................................................................................. 60
Bảng 3.5 Hàm lượng anthocyanin thu được khi trích ly ở các khoảng thời gian
khác nhau. ........................................................................................................................ 63
Bảng 3.6 Bảng giá trị nồng độ phần trăm bắt gốc DPPH của mẫu anthocyanin.
.......................................................................................................................................... 65
Bảng 3.7 Giá trị IC50 của một số mẫu thực vật .................................................. 67
Bảng 3.8 Hàm lượng anthocyanin thu được ở các khoảng nhiệt độ khác nhau . 68
Bảng 3.9 Hàm lượng anthocyanin thu được ở các khoảng thời gian gia nhiệt
khác nhau. ........................................................................................................................ 71
Bảng 3.10 Khả năng kháng oxy hóa của dịch chiết anthocyanin sau khi gia
nhiệt. ................................................................................................................................ 73
.

8


Đồ án tốt nghiệp

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hình dạng, đặc điểm của cây bụp giấm. .............................................. 14
Hình 1.2 Đài hoa bụp giấm sau khi được tách khỏi hạt...................................... 19
Hình 1.3 Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên. Các anthocyanin tương ứng
luôn được glycosyl hóa ở nhơm hydroxy C-3 ................................................................ 21
Hình 1.4 Cấu trúc chuyển hóa của anthocyanin trong nước............................... 24

gian khác nhau. ................................................................................................................ 64
Hình 3.11 Dịch trích anthocyanin khi tiến hành đo DPPH ................................ 65
Hình 3.12 Sự đổi màu của dịch trích anthocyanin khi cho dung dịch DPPH vào.
.......................................................................................................................................... 66
Hình 3.13 Đồ thị thể hiện sự liên quan giữa nồng độ anthocyanin và khả năng
kháng oxy hóa.................................................................................................................. 66
Hình 3.14 Biểu đồ thể hiện hàm lượng anthocyanin khi gia nhiệt ở các khoảng
nhiệt độ khác nhau........................................................................................................... 69
Hình 3.15 Dịch trích anthocyanin khi gia nhiệt ở 700C ...................................... 70
Hình 3.16 Hàm lượng anthocyanin khi gia nhiệt ở các thời gian khác nhau. .... 72
Hình 3.17 Dịch trích anthocyanin khi gia nhiệt ở 700C trong 5 phút................. 72
Hình 3.18 Sơ đồ tóm tắt kết quả thí nghiệm ....................................................... 75
Hình 3.19 Sơ đồ quy trình bước đầu sản xuất trà túi lọc từ đài hoa bụp giấm. . 76

10


Đồ án tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Song song với sự phát triển của khoa học thì đời sống của con người ngày càng
được nâng cao và đặc biệt sức khỏe luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu, con người
ngày càng muốn hướng đến những loại thực phẩm hoặc dược phẩm có nguồn gốc từ
thiên nhiên và mang lại hiệu quả tối ưu cho sức khỏe người sử dụng. Chính vì vậy, việc
chiết xuất các hợp chất chống oxy hóa từ thiên nhiên đang ngày càng được quan tâm.
Anthocyanin là chất chống oxy hóa rất phổ biến tồn tại hầu hết trong các thực vật bậc
cao và được tìm thấy trong một số loại rau, hoa, quả, hạt có màu đỏ đến tím như: quả
nho, quả dâu, bắp cải tím, lá tía tô, đài hoa bụp giấm, đậu đen, quả cà tím, gạo nếp
than, gạo đỏ,… Trong số đó đài hoa bụp giấm là nguyên liệu có hàm lượng


-

Khảo sát khả năng kháng oxy hóa của anthocyanin trích ly từ đài hoa bụp
giấm

-

Bước đầu ứng dụng đài hoa bụp giấm trong sản phẩm trà túi lọc, tạo cơ sở
khoa học ban đầu cho các nghiên cứu về sau.

3. Nội dung nghiên cứu
-

Nội dung 1: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly và thu nhận
anthocyanin từ đài hoa bụp giấm.

-

Nội dung 2: Xác định hoạt tính kháng oxy hóa của dịch chiết anthocyanin
bằng phương pháp DPPH.

-

Nội dung 3: Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của dịch chiết
anthocyanin.

4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin trong dịch chiết đài hoa bụp
giấm.

-

Không được xếp hạng:

Eudicots

-

Không được xếp hạng:

Rosids

-

Bộ (order):

Malvales

-

Họ (family):

Bông (Malvaccae)

-

Chi (genus):

Dâm bụt (Hibiscus)


Chu kì sinh trưởng và phát triển của cây bụp giấm từ 4 - 6 tháng, là một trong
những loài hoa được trồng phổ biến nhất hiện nay, được trồng thành công ở vùng khí
hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, sinh trưởng tốt nhất ở môi trường đất tơi xốp, tốt nhất là

14


Đồ án tốt nghiệp

một phần đất thịt pha với cát và một ít mùn, tuy nhiên nó vẫn thích ứng tốt với nhiều
loại đất đồi xấu khô cằn khác nhau nó có hơn 300 loài phân bố khắp thế giới. Bụp giấm
có thể chịu nóng và khí hậu ẩm ướt với nhiệt độ ban đêm dưới 21 độ, và dễ chết khi
nhiệt độ quá lạnh, băng giá và sương mù (Robert, 2005).
Phân bố
Bụp giấm là loài cây trồng rất phổ biến, nó có thể được tìm thấy ở tất cả những
vùng có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới như: Ấn Độ, Malaysia, Thái Lan, Việt Nam,
Sudan, Philippin, Mexico, Indonesia (Mat Isa và cộng sự, 1985). Cây bụp giấm có
nguồn gốc từ Angola, sau lan sang Ấn Độ, Malaysia, Philppin, Indonexia, Thái Lan,
Trung Mỹ và Bắc Phi và hiện đang là một loại cây trồng thương mại lớn của Malaysia
(Abu – Tarboush và cộng sự, 1997).
Ở nước ta, cây được trồng thử nghiệm để phủ đất trống, đồi trọc cho kết quả ở
Hà Tây, Hòa Bình, Bắc Giang, Thái Nguyên, Ba Vì và một số tỉnh sau này như Bà Rịa
Vũng Tàu, Đồng Nai. Tuy nhiên, cây được trồng thành công ở Việt Nam chủ yếu thuộc
các tỉnh miền Trung, thích hợp với đất đồi núi và trung du. Nó được trồng xen với các
loại cây trồng chủ lực khác như lúa, mè, ngô, đậu...và không đòi hỏi phải chăm sóc kĩ.
Giá trị sử dụng của cây bụp giấm
Theo các nhà khoa học, hoa bụp giấm có rất nhiều tác dụng dược lý có ích cho
sức khỏe, hiện nay nó được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm cũng như trong ngành
dược phẩm, cụ thể như sau:
Hạ huyết áp: kết quả nghiên cứu của Herrera và cộng sự (Phytomedicine, 2004),

dụng khác được sử dụng rộng rãi ở Bắc Phi bao gồm: dùng hoa bụp giấm để trị ho và
đau họng, trong khi đó bột lá được dùng để trị vết thương ngoài da.
Ngoài ra, cây bụp giấm có thể dùng để làm cây hoa cảnh hoặc có thể sử dụng
để làm thảo dược và thực phẩm chức năng. Cây bụp giấm dễ trồng bằng hạt, thích hợp

16


Đồ án tốt nghiệp

với điều kiện khí hậu nước ta, có thể trồng trong các vườn gia đình để lấy đài hoa làm
nước uống và làm thuốc.
Thành phần hóa học của hoa bụp giấm
Hoa bụp giấm là một loại cây dược liệu giàu dinh dưỡng. Tính theo hàm lượng
chất khô bụp giấm chứa hàm lượng anthocyanin khoảng 1,5%, acid hữu cơ khoảng 15 30%, các vitamin A, B1, B2, C, E, F và nhiều loại khoáng chất như sắt, đồng, canxi,
magiê, kẽm, photpho,…Thành phần dinh dưỡng chủ yếu được chứa trong đài hoa.
1.1.6.1 Các hợp chất chủ yếu trong hoa bụp giấm
Hợp chất anthocyanin: anthocyanin mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rực
rỡ khác nhau theo độ pH như xanh, hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian.
Anthocyanin trong đài hoa bụp giấm gồm cyanidin-3-sambubiosid, cyaniding-3glucoside, delphinidin-3-sambubiosid, delphidin-3-glucoside và một ít sắc tố khác.
Ngoài ra, còn có dephinidin là athocyanin mất hết nhóm đường gọi là anthocyadin hay
aglycon.
Hibiscin: Hibiscin đã được xác định có sắc tố chủ yếu là daphniphylline. Ngoài
ra còn có các lượng nhỏ myrtillin (delphinidin-3-monoglucoside), chrysanthenin
(cyannidin-3-monoglucoside) và delphinidin. Chất hibiscin có trong đài hoa được xác
định có tác dụng kháng sinh, kháng khuẩn, kháng nấm, chống độc…
Gossypetin: Gossypetin là một flavonol, một loại flavonoid. Được phân lập từ
hoa và đài hóa bụp giấm. Gossypetin có tính kháng khuẩn mạnh.
Quercetin: Quercerin được biết đến như một hoạt chất có khả năng chống oxy
hóa mạnh, có tác dụng tốt đối với bệnh xơ vữa động mạch, ức chế tăng tính thấm thành

phần thịt đài. Màu đỏ từ đài hoa và hương vị độc đáo của bụp giấm làm cho các sản

18


Đồ án tốt nghiệp

phẩm thực phẩm có giá trị và tăng tính cảm quan cho sản phẩm (Tsai và cộng sự,
2002). Ở phương Tây, các đài hoa tươi được sử dụng để làm rượu vang, mứt, sirô,
galetin, đồ uống, bánh pudding và bánh ngọt, ngoài ra đài hoa khô còn được sử dụng
để làm chè, thạch, mứt, kem, bơ, bánh nướng, nướt sốt, bánh và các món tráng miệng
khác. Đài hoa cũng được sử dụng phổ biến ở Tây Ấn để tạo hương vị và là thành phần
chính trong “rum”.

Hình 1.2 Đài hoa bụp giấm sau khi được tách khỏi hạt.
Không chỉ có ứng dụng trong thực phẩm, đài hoa bụp giấm còn được sử dụng
trong ngành công nghiệp dược phẩm để làm giảm các triệu chứng của viêm phế quản
và ho, điều trị tăng huyết áp, tiêu chảy (Chewonarin và cộng sự, 1999). Đài hoa rất
giàu vitamin C, được sử dụng để sản xuất các loại nước ép. Theo nghiên cứu (Duke và
cộng sự, 1984) cho thấy trong 100g đài hoa tươi chứa 84,5% độ ẩm, 49 calo, 1,9g
prôtêin, 0,1g chất béo, 12,3g carbohydrate, 2,3g chất xơ, 1,2g tro 2,85mg vitamin D,
0,04mg vitamin B1, 0,6mg vitamin B2 1,72mg canxi, 57mg sắt, 300mg carotene tương
đương, 14mg acid ascorbic/100g và 0,5mg vitamin B phức tạp, ngược lại trong đài hoa
khô chứa một lượng cao acid ascorbic khoảng 280 – 360mg/100g (Mat Isa, 1985).

19


Đồ án tốt nghiệp


tự do ở vị trí C-3 làm cho phân tử anthocyanin trở nên không ổn định và làm giảm khả
năng hòa tan của nó so với anthocyanin tương ứng. Vì vậy, sự glycosyl hóa luôn diễn
ra, đầu tiên ở vị trí nhóm 3-hydroxy. Nếu có thêm một phân tử đường nữa, vị trí tiếp
theo bị glycosyl hóa thường gặp nhất là ở C-5. Ngoài ra, sự glycosyl hóa còn có thể
gặp ở các vị trí C-7, C-3’, C-5’.

Hình 1.3 Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên. Các anthocyanin tương ứng luôn
được glycosyl hóa ở nhơm hydroxy C-3
Tính chất của anthocyanin
Anthocyanin tinh khiết ở dạng tinh thể hoặc vô định hình là hợp chất khá phân
cực nên tan tốt trong dung môi phân cực. Anthocyanin hòa tan tốt trong nước và trong
dịch bão hòa. Màu sắc anthocyanin thay đổi phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, các chất màu
và nhiều yếu tố khác,… khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene thì màu xanh
càng đậm. Mức độ metyl hóa các nhóm OH ở vòng benzene càng cao thì màu càng đỏ.
Nếu nhóm OH ở vị trí thứ ba kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi
theo số lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít.
Các anthocyanin cũng phụ thuộc rất mạnh vào pH của môi trường:
• Khi pH > 7 các anthocyanin có màu xanh và khi pH < 7 các anthocyanin
có màu đỏ.

21


Đồ án tốt nghiệp

• Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ.
• Ở pH = 4 - 5 chúng có thể chuyển về dạng bazo cacbinol hay chalcon
không màu
• Ở pH = 7 - 8 anthocyanin về lại dang bazo quinoidal anhydro màu xanh
Màu sắc của anthocyanin còn có thể thay đổi do hấp thụ ở trên polysaccharide.

Ceraxianin

Quả việt quất

Idanin

Quả nho

Enin

Hoa cẩm quỳ

Malvin

Hoa mẫu đơn

Peonin

22


Đồ án tốt nghiệp

Hoa anh thảo

Hirxutin

Hoa bụp giấm

Cyanidin, peonidin, mono- và biosides