Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm soát quá trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi giàu chất béo

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

94
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm soát quá trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi giàu chất béo

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm soát quá trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi giàu chất béo

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ MAI LIÊN Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT POLYPHENOL TỪ BÃ ỔI ĐÀO SAU KHI SẢN XUẤT NƯỚC ÉP VÀ HƯỚNG TỚI ỨNG DỤNG KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH OXY HÓA THỨC ĂN CHĂN NUÔI GIÀU CHẤT BÉO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chuyên nghành: Công nghệ Thực phẩm Khoa: CNSH - CNTP Khóa học: 2016 - 2020 Thái Nguyên - 2020
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN THỊ MAI LIÊN Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT POLYPHENOL TỪ BÃ ỔI ĐÀO SAU KHI SẢN XUẤT NƯỚC ÉP VÀ HƯỚNG TỚI ỨNG DỤNG KIỂM SOÁT QUÁ TRÌNH OXY HÓA THỨC ĂN CHĂN NUÔI GIÀU CHẤT BÉO KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chuyên nghành: Công nghệ Thực phẩm Lớp: K48 - CNTP Khoa: CNSH - CNTP Khóa học: 2016 - 2020 Người hướng dẫn: TS. Lương Hùng Tiến Thái Nguyên - 2020
i LỜI CẢM ƠN Đề tài “Nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm soát quá trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi giàu chất béo” là nội dung em lựa chọn để nghiên cứu và làm khóa luận tốt nghiệp sau bốn năm theo học chuyên ngành Công nghệ thực phẩm tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. Để hoàn thành quá trình nghiên cứu và hoàn thiện khóa luận này, trước tiên em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, các phòng ban liên quan, Ban chủ nhiệm khoa CNSH - CNTP đã giảng dạy, hướng dẫn để em có những kiến thức như ngày hôm nay. Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn: TS. Lương Hùng Tiến thuộc khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện khóa luận tốt nghiệp đại học. Tiếp theo em xin cảm ơn Th.S Lưu Hồng Sơn và các cán bộ thuộc khoa Công nghệ sinh học & Công nghệ thực phẩm đã hướng dẫn các kỹ năng trong phòng thí nghiệm, động viên tinh thần và tạo mọi điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Cuối cùng em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè đã luôn động viên, khích lệ em trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài. Trong quá trình thực hiện nghiên cứu không thể tránh khỏi những thiếu sót nên em rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn để khóa luận được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2020 Sinh viên Nguyễn Thị Mai Liên
ii DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT TPC Polyphenol tổng số (Total polyphenol Content) EtOH Ethanol MeOH Methanol DW Trọng lượng khô (Dry weight) DPPH 2, 2-Diphenyl-1picrylhydrazyl GAE Gallic acid equivalent (axit gallic tương đường)
iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Hóa chất sử dụng trong thí nghiệm...........................................................18 Bảng 3.2. Dụng cụ, thiết bị sử dụng trong thí nghiệm ..............................................19 Bảng 3.3. Bảng mã hóa các điều kiện tối ưu .............................................................27 Bảng 3.4. Ma trận thực nghiệm Box- Behnken ba yếu tố và hàm lượng polyphenol của dịch chiết bã ổi đào ...........................................................................27 Bảng 4.1. Bảng so sánh hàm lượng polyphenol thu được ở các loại dung môi khác nhau ......................................................................................... 37 Bảng 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu đến hàm lượng polyphenol .............................................................................38 Bảng 4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol ...............................................................................................38 Bảng 4.4. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol ...............................................................................................39 Bảng 4.5. Kết quả ma trận thực nghiệm Box- Behnken ba yếu tố chiết Polyphenol từ bã ổi đào ..............................................................................................40 Bảng 4.6. Kết quả ma trận thực nghiệm Box-Behnken ba yếu tố chiết polyphenol từ bã ổi đào ...................................................................................................41 Bảng 4.7. Kết quả đáng giá chỉ tiêu vi sinh vật theo 10TCN 863:2006 ...................44 Bảng 4.8. Chỉ số axit và chỉ số peroxyt ban đầu của thức ăn chăn nuôi ...................44 Bảng 4.9. Sự biến đổi chỉ số axit và chỉ số peroxyt của thức ăn chăn nuôi có bổ sung dịch chiết polyphenol trong 30 ngày bảo quản ........................................45
iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1. Quả ổi ..........................................................................................................3 Hình 2.2. Lá, Hoa, Quả và hạt, thân và vỏ cây ổi .......................................................4 Hình 2.3. a) Quả ổi ruột đỏ b) Quả ổi ruột trắng........................................................4 Hình 2.4. Epicatechin ..................................................................................................9 Hình 2.5. Epigalocatechin ...........................................................................................9 Hình 2.6. Quercetin .....................................................................................................9 Hình 2.7. Kampherol ...................................................................................................9 Hình 2.8. Antocyanidin .............................................................................................10 Hình 2.9. Polyphenol.................................................................................................10 Hình 4.1. Bề mặt đáp ứng hàm lượng polyphenol ....................................................42 Hình 4.2. Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu ở hàm lượng polyphenol .....................42 Hình 4.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết bã ổi đào ..........................43 Hình 4.4. Sơ đồ hoàn thiện quy trình tách chiết polyphenol ....................................46
v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT ................................................................. ii DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ iii DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v Phần 1. MỞ ĐẦU ......................................................................................................1 1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................1 1.2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................2 1.3. Yêu cầu.................................................................................................................2 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài ................................................2 1.4.1. Ý nghĩa khoa học ..............................................................................................2 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ...............................................................................................2 Phần 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...........................................................................3 2.1. Giới thiệu về cây ổi ..............................................................................................3 2.1.1. Đặc điểm thực vật .............................................................................................3 2.1.2. Đặc điểm phân bố và sinh thái ..........................................................................4 2.1.3. Thành phần hóa học của quả ổi .........................................................................4 2.1.4. Hoạt tính sinh học và công dụng .......................................................................5 2.2. Giới thiệu chung về polyphenol và cơ chế chống oxy hóa của hợp chất polyphenol ...................................................................................................................7 2.2.1. Polyphenol .........................................................................................................7 2.2.2. Cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol ......................................11 2.3. Gốc tự do, quá trình oxy hóa chất béo ...............................................................13 2.3.1. Gốc tự do .........................................................................................................13 2.3.2. Quá trình oxy hóa ............................................................................................14 2.3.3. Biện pháp hạn chế quá trình oxy hóa ..............................................................14 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách chiết polyphenol [5] .........................14
vi 2.4.1. Loại dung môi .................................................................................................14 2.4.2. Tỷ lệ dung môi trên nước ................................................................................15 2.4.3. Thời gian chiết ................................................................................................15 2.4.4. Nhiệt độ chiết ..................................................................................................15 2.5. Tình hình nghiên cứu trong nước và trên thế giới .............................................15 2.5.1. Trên thế giới ....................................................................................................15 2.5.2. Trong nước ......................................................................................................17 Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......18 3.1. Đối tượng, địa điểm, vật liệu và thời gian nghiên cứu......................................18 3.1.1. Đối tượng, vật liệu nghiên cứu ........................................................................18 3.1.2. Hoá chất sử dụng .............................................................................................18 3.1.3. Thiết bị, dụng cụ nghiên cứu...........................................................................19 3.2. Phạm vi, địa điểm và thời gian nghiên cứu ........................................................19 3.2.1. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................19 3.2.2. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................20 3.2.3. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................20 3.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................20 3.4. Phương pháp phân tích .......................................................................................20 3.4.1. Xác định trọng lượng khô của nguyên liệu .....................................................20 3.4.2. Xác định hàm lượng polyphenol tổng số ........................................................22 3.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................22 3.5.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu ......................................................................22 3.5.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm ........................................................................23 3.5.3. Phương pháp nghiên cứu nội dung 4: Đánh giá khả năng chống oxy hóa của dịch chiết polyphenol bằng thử nghiệm DPPH và ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo .....................................................................................................28 3.5.4. Phương pháp nghiên cứu nội dung 5: Hoàn thiện quy trình thu dịch chiết từ bã quả ổi đào .............................................................................................................35 3.6. Phương pháp xử lý số liệu ..................................................................................35
vii Phần 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................36 4.1. Kết quả đánh giá thành phần nguyên liệu ban đầu ............................................36 4.1.1. Kết quả xác định trọng lượng khô của nguyên liệu ........................................36 4.1.2. Kết quả xác định hàm lượng polyphenol tổng số ...........................................36 4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện tách chiết thu dịch chiết tổng từ bã ổi đào .........................................................................................................................37 4.2.1. Khảo sát ảnh hưởng của loại dung môi và nồng độ của dung môi chiết đến hàm lượng polyphenol ..............................................................................................37 4.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi trên nguyên liệu đến hàm lượng polyphenol .................................................................................................................37 4.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chiết đến hàm lượng polyphenol ..............38 4.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ chiết đến hàm lượng polyphenol ...............39 4.3. Thử nghiệm tách chiết trên điều kiện tối ưu ......................................................40 4.3.1. Kết quả thử nghiệm tối ưu hóa quá trình tách chiết polyphenol từ bã ổi đào .40 4.4. Kết quả xác định khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào thông qua khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) và ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo .......................................................................42 4.4.1. Kết quả xác định khả năng chống oxy hóa của dịch chiết bã ổi đào thông qua khả năng khử gốc tự do 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) ..............................42 4.4.2. Kết quả ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo ........................44 4.4.3. Khảo sát hàm lượng chất béo có trong thức ăn chăn nuôi giàu chất béo ........44 4.5. Hoàn thiện quy trình tách chiết polyphenol từ bã ổi đào ...................................46 Phần 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................47 5.1. Kết luận ..............................................................................................................47 5.2. Kiến nghị ............................................................................................................47 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................48 PHỤ LỤC
1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây việc tiêu thụ nhiều loại nước trái cây nhiệt đới có giá trị dinh dưỡng đã tăng lên đáng kể. Quả ổi là một nguồn thực phẩm có nhiều chất chống oxy hóa như polyphenol và β-carotenes [9, 10 và 11]. Trong ổi cũng có một lượng lớn vitamin như axit ascorbic [11] và là một nguồn chứa rất nhiều các khoáng chất quan trọng như photpho, canxi, và sắt [10, 12]. Hơn nữa, quả ổi có thể được làm thành nhiều dạng sản phẩm thực phẩm nhờ có mùi hương rất đặc biệt. Quả ổi còn được sử dụng để sản xuất sản phẩm nước ép công nghiệp hay phối trộn với các loại nước ép khác. Sau khi sản xuất nước ép ổi đào, lượng bã còn lại cũng có thể được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi. Các nghiên cứu đã được tiến hành trên lượng bã còn sót lại từ quá trình sản xuất nước ổi ép cho thấy vẫn còn các hợp chất polyphenol như axit polyphenol và flavonoid, là các hợp chất chống oxy hóa.Việc tái sử dụng một cách hiệu quả lượng bã quả ổi thừa có thể là nguồn cung cấp polyphenol quan trọng, thể hiện qua nghiên cứu gần đây của Jimenez-Escrig và cộng sự [13]. Vì vậy tách chiết triệt để các hợp chất có giá trị từ bã quả ổi sau khi ép giúp tránh lãng phí một cách có hiệu quả. Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới sản xuất nhiều loại nước trái cây như: ổi, măng cụt, sầu riêng,... Quả ổi là một trong những loại trái cây hàng đầu được phân phối trên toàn quốc. Tuy nhiên việc bảo quản còn nhiều hạn chế, do thực tế quả ổi rất dễ thâm sạm, hư hỏng và không thể cất giữ trong một thời gian dài nếu như không có nguồn ra là các nhà máy sản xuất hoặc siêu thị sẽ dẫn đến giá bán giảm và dẫn đến thua lỗ cho nông dân. Do đó, nghiên cứu này nhằm mục đích tận dụng triệt để các hoạt chất còn sót lại trong bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép của các nhà máy để sử dụng làm sản phẩm phụ phẩm có giá trị. Các polyphenol không chỉ là các hoạt chất đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của con người mà chúng còn đóng vai trò rất quan trọng đối với sức khỏe của vật nuôi. Bên cạnh đó thức ăn thành phẩm rất dễ bị oxy hóa đặc biệt đối với thức ăn thành phẩm có hàm lượng chất béo cao hoặc thức ăn được bảo quản trong thời gian dài ở điều kiện không thuận lợi gây ra mùi khó chịu và làm hao hụt dinh dưỡng trong thức ăn của vật nuôi.
2 Từ lý do trên chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tách chiết polyphenol từ bã ổi đào sau khi sản xuất nước ép và hướng tới ứng dụng kiểm soát quá trình oxy hóa thức ăn chăn nuôi giàu chất béo”. 1.2. Mục đích nghiên cứu - Tách chiết polyphenol từ bã quả ổi đào sau khi sản xuất nước ép ổi đào. - Đánh giá hoạt tính sinh học của dịch chiết và hướng tới ứng dụng bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo. 1.3. Yêu cầu - Đánh giá được thành phần nguyên liệu ban đầu. - Nghiên cứu lựa chọn được một số thông số tách chiết polyphenol thích hợp - Tối ưu hóa được điều kiện chiết polyphenol trên dung môi đã chọn. - Đánh giá được hoạt tính sinh học của dịch chiết polyphenol và thử nghiệm kiểm soát khả năng chống oxy hóa của dịch chiết polyphenol trong việc bảo quản thức ăn chăn nuôi giàu chất béo. - Hoàn thiện được quy trình tách chiết dựa trên các thông số công nghệ đã phân tích. 1.4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 1.4.1. Ý nghĩa khoa học Tạo ra quy trình tách chiết polyphenol từ bã quả ổi đào và đánh giá được hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết. Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại các kiến thức đã học và bổ sung vào kiến thức lý thuyết được học thông qua hoạt động thực tiễn. Giúp bản thân sinh viên học hỏi kiến thức, tích lũy được kinh nghiệm thực tế cũng như tác phong làm việc, nghiên cứu khoa học phục vụ cho cho công tác sau này. 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn Góp phần gia tăng hiệu quả kinh tế cho người dân trồng ổi với khả năng tận dụng phụ phẩm từ quả ổi. Hướng tới ứng dụng thử nghiệm polyphenol từ bã quả ổi vào bảo quản thức ăn chăn nuôi ngăn ngừa sự oxy hóa chất béo.
3 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Giới thiệu về cây ổi Ổi (danh pháp khoa học: Psidium guajava) là loài cây ăn quả thường xanh lâu năm, thuộc họ Đào kim nương, có nguồn gốc từ Brasil được Carl Linnaeus mô tả khoa học đầu tiên vào năm 1753. Cây Ổi thuộc: Giới Plante Bộ Myrtalet Họ Myrtaceae Chi Psidium Loài Psidium guajava Hình 2.1. Quả ổi 2.1.1. Đặc điểm thực vật Chi Psidium có 3 loài chính là: - Psidium littorale Raddi (ổi xẻ): cây gỗ nhỏ, cao khoảng 6m, nhánh tròn. Lá không có lông. Hoa đơn độc mọc ở nách lá, màu trắng [2]. - Psidium cujavillus Burm (ổi cảnh): cây gỗ nhỏ, cao 2 - 3m, nhánh non vuông. Lá có phiến nhỏ, dài 3 - 5cm, rộng 1 - 1,8cm; gân phụ 11 - 15 cặp, cuống lá dài 1 - 2mm. Hoa trắng, đơn độc mọc ở kẽ lá, cọng ngắn, lá đài dày, nhiều nhị. Quả tròn, to khoảng 2 - 3,5cm, hột nhiều, nhỏ [2]. - Psidium guajava L. là cây gỗ cao 3 - 5m, cành non vuông, có lông mềm, cành già hình trụ nhẵn. Thân có vỏ mỏng, trơn nhẵn, khi già bong ra từng mảng. Lá đơn, mọc đối, hình bầu dục, mặt trên màu lục sẫm, mặt dưới nhạt có gân nổi rõ. Hoa trắng mọc đơn độc hoặc tập trung 2 - 3 cái ở kẽ lá, có 4 - 5 cánh hoa, rất nhiều nhị, chỉ nhị rời, bao phấn có trung đới rộng, bầu dưới 5 ô dính vào ống đài. Quả hình
4 cầu, khi xanh có vị chua chát, khi chín màu vàng, ruột màu đỏ, trắng hoặc vàng, có vị ngọt. Quả mọng, ở đầu quả có sẹo của đài tồn tại, có rất nhiều hạt hình thận [3]. Hình 2.2. Lá, hoa, quả và hạt, thân và vỏ cây ổi 2.1.2. Đặc điểm phân bố và sinh thái Ở Việt Nam, ổi là cây ăn quả quan trọng được trồng hầu như ở khắp các địa phương cả vùng đồng bằng và vùng miền núi, tuy nhiên chúng không có ở những vùng cao trên 1500m. Ổi trồng có khoảng 7 - 10 giống khác nhau, là cây ưa sáng, sinh trưởng phát triển tốt trong một giới hạn rộng của vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới, ra hoa và quả hàng năm [4]. Hình 2.3 a) Quả ổi ruột đỏ b) Quả ổi ruột trắng 2.1.3. Thành phần hóa học của quả ổi Thành phần hóa học của quả ổi bao gồm: Flavonoid, tanin, tinh dầu, vitamin C, đường, carotene ,… - Flavonoid: Trong cả quả xanh và chín đều có quercetin, leucocyanidin, mecocyanidin, guajavarin [19]. - Tanin: Với hàm lượng cao khi quả còn xanh và thấp hơn khi quả chín, cũng thuộc loại pyrogalol với cả arabio ester của acid ellagic, acid gallic,.. [4].
5 - Tinh dầu: β-carophylen (24,1%), nerolidol (17,3%), 3-phenyl acetat (5,3%), carophyllen oxid (5,1%) [20]. - Các thành phần khác: + Quả ổi rất giàu giá trị dinh dưỡng. Phân tích thành phần hóa học của quả ổi ở Ấn Độ cho thấy: nước (81,7%), protein (0,9%), chất béo (0,3%), sợi (5,2%), các hydrat carbon chủ yếu ở dạng đường khử (11,2%), các hợp chất vô cơ (0,7%), Ca, Mg, acid oxalic, P, Fe, Na, Cu, sulfua, thiamin, riboflavin, acid nicotinic, vitamin C [4]. + Hàm lượng vitamin C trong quả ổi gấp 4 - 10 lần quả chanh, chúng thay đổi khá nhiều, trung bình từ 100 - 1000mg/100g, nhiều nhất ở phần vỏ quả rồi đến phần cùi [4]. + Hạt ổi chiếm 6 - 12% trọng lượng quả và có khoảng 14% một chất dầu béo có mùi thơm [4]. 2.1.4. Hoạt tính sinh học và công dụng Ổi không chỉ là một nguồn thực phẩm dinh dưỡng mà còn giống như một loại thuốc dân gian được sử dụng rộng rãi ở các khu vực cận nhiệt đới trên toàn thế giới [21]. Người ta biết rằng ổi thường được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới để chữa nhiều bệnh như tiêu chảy, hạ sốt, kiết lỵ, viêm dạ dày ruột, tăng huyết áp, tiểu đường, sâu răng, giảm đau... Hoạt động kháng khuẩn Quả ổi có hoạt tính kháng khuẩn cao, chúng chứa các hoạt chất chống ung thư và chống oxy hóa. Có rất nhiều hợp chất như axit Gallic, galangin, kaempferol, homogentisic acid và cyanidin 3-glucoside được tìm thấy trong vỏ, hạt và bã của quả ổi theo nghiên cứu của Chen Y và cộng sự [22]. Hoạt động chống tiêu chảy Tiêu chảy là một trong những vấn đề sức khỏe phổ biến và được công nhận và là vấn đề toàn cầu. Nó rất phổ biến ngay cả ở các nước phát triển. Ước tính có khoảng 2,2 triệu người chết hàng năm do tiêu chảy; hầu hết trong số họ, là trẻ em hoặc trẻ sơ sinh [23].
6 Quả ổi được sử dụng để điều trị tiêu chảy do độc tố E. coli hoặc S. aureus theo nghiên cứu của Vieira RHSF và cộng sự [24]. Chiết xuất từ quả ổi có hoạt tính chống tiêu chảy và nó được sử dụng để điều trị và phòng ngừa tiêu chảy theo nghiên cứu của Ojewole J và cộng sự [25]. Hoạt động chống viêm Chiết xuất từ quả ổi cho thấy Phenol là một hợp chất quan trọng có trong quả ổi và rất quan trọng trong hoạt động chống dị ứng và chống viêm thể hiện trong nghiên cứu của Denny C và cộng sự [26]. Một nghiên cứu khác của Roy CK cho thấy chiết xuất từ quả ổi có hiệu quả trong điều trị viêm gan và sản xuất huyết thanh [27]. Hoạt động chống oxy hóa Chất chống oxy hóa là các phân tử làm chậm quá trình oxy hóa. Các phản ứng oxy hóa có thể tạo ra các gốc tự do gây tổn hại cho các tế bào bằng cách bắt đầu các phản ứng khác nhau. Các gốc tự do gây tổn hại cho các tế bào gây ung thư và nhiều bệnh khác. Chất chống oxy hóa bao gồm beta-carotene, lycopene, vitamin C, E và A, polyphenol và một số chất khác. Phản ứng oxy hóa là một trong những phản ứng phá hủy quan trọng nhất. Các gốc tự do gây ra rất nhiều rối loạn ở người như rối loạn thần kinh, ung thư, nhiễm virus... Các gốc tự do này tác động gây ra các phản ứng oxy hóa qua nghiên cứu của Masuda T và cộng sự [28]. Quả ổi rất giàu chất chống oxy hóa rất hữu ích trong việc làm giảm tỷ lệ mắc các bệnh như rối loạn chức năng não, viêm, bệnh tim, ung thư, xơ cứng động mạch và viêm khớp [29]. Trong trái cây, chất oxy hóa dồi dào nhất là polyphenol và axit ascorbic. Các polyphenol chủ yếu là flavonoid và chủ yếu hiện diện ở dạng glycoside và ester [30]. Quả ổi có hàm lượng cao axit protocatechuic, quercetin, axit ferulic, axit ascorbic, quercetin, axit gallic và axit caffeic là những chất chống oxy hóa quan trọng [31, 32].
7 2.2. Giới thiệu chung về polyphenol và cơ chế chống oxy hóa của hợp chất polyphenol [5] 2.2.1. Polyphenol Polyphenol là các hợp chất mà phân tử của chúng chứa nhiều vòng Benzen, trong đó có một, hai hoặc nhiều hơn hai nhóm Hydroxyl (OH-). Dựa vào đặc trưng của cấu tạo hóa học người ta chia ra các hợp chất polyphenol thành ba nhóm chính: + Nhóm hợp chất phenol C6-C1 Có đặc điểm trong cấu tạo phân tử gồm vòng benzen liên kết với nhóm COOH. Đại diện thường gặp: - Galic acid: có nhiều ở thực vật ở cả dạng tự do và liên kết: - Vallinin: Có mùi thơm đặc biệt, ở dạng glycoside, có nhiều trong quả và được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp xà phòng, công nghiệp thực phẩm với tư cách là chất thơm. - Protocatechin acid: Có nhiều trong hành, tỏi. - Gentizic acid: Có nhiều trong cacao.
8 + Nhóm hợp chất phenol C6-C3 Gồm các hợp chất có vòng benzene kết hợp với mạch bên có 3 nguyên tử cacbon, đó là dẫn xuất phenyl propan. Chúng rất phổ biến trong nhiều loại thực vật, có mùi thơm. Đại diện thường gặp: - Cynnamic acid - Cafeic acid - Ferulic acid - Cumaric acid + Nhóm hợp chất phenol C6-C3-C6 (flavonoids) Flavonoids là một nhóm sắc tố thực vật rất thường gặp có vai trò rất lớn trong việc tạo ra màu sắc của nhiều loại hoa quả. Flavonoid cũng là một nhóm hoạt chất quan trọng trong dược liệu, được phân lập và phân loại dựa vào cấu trúc hóa học bao gồm:
9 - Flavanol: còn được biết đến như là flavan-3-ol hay catechin và galocatechin, là cấu tử của hợp chất tanin có trong nhiều loại hoa quả, trà xanh, rượu đỏ và socola (Yang et al., 2001), còn gallocatechin epigallocatechin và epigallocatechin gallate được tìm thấy ở các loại hạt họ đậu và chè (Arts et al, 2000a, Arts et al., 2000b) [12]. Hình 2.4. Epicatechin Hình 2.5. epigalocatechin - Flavon: Rất phổ biến trong thực vật, có nhiều trong tỏi, hành, chè, dâu tây..., có màu vàng và ở dạng glycoside, thường gặp là flavonol. Flavonol thường ở dạng glycoside có muôn hình muôn vẻ khác nhau, thường gặp là Kampherol và Quercetin [6]. Sự tạo thành flavonols glycosides được quyết định bởi hoạt động của ánh sáng, vì thế chúng chủ yếu được tìm thấy ở lá và vỏ quả (Hermann, 1976) [12]. Hình 2.6. Quercetin Hình 2.7. Kampherol - Anthocyanin: Các hợp chất thuộc nhóm này đều là các sắc tố quan trọng của hoa quả. Chúng là chất màu tan trong nước, cho màu đỏ, tím, xanh dương, vàng của hoa quả và nhiều loại thực vật khác. Các anthocyan đều là các glycoside trong đó phần aglucon là anthocyanidin. Các anthocyanin hòa tan trong nước còn antocyanindin thì không hòa tan trong nước. Điều lưu ý là trong cấu tạo của anthocyanidin, nguyên tử oxi trong vòng pyran có hoá trị tự do. Tuy nhiên đã không xác định được một cách chắc chắn rằng nguyên tư nào hoặc oxi hoặc cacbon mang
10 điện tích dương tự do, vì thế thường biểu diễn cấu tạo của anthocyan bằng công thức trung hoà. Nhờ có điện tích dương tự do mà Anthocyanidin mang tính chất của cation trong môi trường acid và mang tính chất anion trong môi trường kiềm, nghĩa là có khả năng tạo muối với acid và base [13]. Tuỳ theo pH môi trường mà trạng thái tích điện của Antocyan thay đổi, theo đó màu sắc cũng thay đổi. Các muối cation của Antocyan đều có màu đỏ với những sắc thái màu khác nhau: vàng nhạt, tím, xanh nhạt. Các muối anion của Antocyan có màu xanh. Nhiều hoa của thực vật màu hồng khi luộc chin chuyển thành màu xanh, điều này chứng tỏ sự thay đổi pH dịch tế bào về phía kiềm [6]. Hình 2.8. Antocyanidin Antocyanidin được chia thành 3 nhóm nhỏ, đó là: Pelargonidin, cyanidin, delphinidin, ngoài ra còn gặp apigenidin. Hình 2.9. Polyphenol Tính chất: Các polyphenol có chứa gốc Pyrocatechic hoặc Pyrogalic nên chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa- khử, phản ứng cộng và ngưng tụ. - Phản ứng oxy hóa-khử: Dưới tác dụng của enzyme polyphenol oxydase, các polyphenol bị oxy hóa tạo thành Quinon. - Phản ứng cộng: Khi có mặt các acid amin thì các Quinon này sẽ tiến hành phản ứng cộng với acid amin để tạo thành các octoquinon tướng ứng.
11 - Phản ứng ngưng tụ: Các octoquinon này sẽ ngưng tụ với nhau để tạo thành các sản phẩm có màu gọi chung là Flobafen. 2.2.2. Cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol Theo Jovanovic (2000); Nicole (2001); Marfak (2003); Van Camp, (2005) trích dẫn bởi Chirinos Gallardo [12], cơ chế kháng oxi hoá của các chất phenol: Cơ chế 1: Vô hoạt các gốc tự do Polyphenol có cấu trúc dạng vòng, các điện tử chuyển động liên tục trong các liên kết đôi cách bởi liên kết đơn có tác dụng như những chiếc bẫy đối với gốc tự do. Gốc tự do là các nguyên tử hay phân tử có electron lớp ngoài không cặp đôi và vì vậy có hoạt tính rất cao. Chúng rất dễ phản ứng với các phân tử các chất xung quanh như DNA, lipid màng...v.v gây nên hiện tượng lão hóa hoặc ung thư. Nếu các gốc tự do gặp polyphenol thì chúng sẽ nhường electron không cặp đôi cho polyphenol và trở về trạng thái bền vững. Electron không cặp đôi trong polyphenol bị "nhốt" lại. Electron này chạy hết vòng benzene này sang vòng benzene khác mà không ảnh hưởng gì nhiều lắm đến cấu trúc của các vòng benzene [6]. Cơ chế 2: Tạo phức dạng chelat với các ion Fe2+ và Cu+ Polyphenol còn có khả năng ngăn chặn sự hình thành các gốc tự do bằng cách “bắt giữ” các ion kim loại. Các kim loại có chức năng sinh lí quan trọng trong cơ thể con người như vận chuyển oxi (Fe trong hemoglobin), cofactor của nhiều enzyme (Fe đối với catalase, Cu đối với superoxyde dismutase). Tuy nhiên, chúng cũng là những tác nhân của việc hình thành các gốc tự do hoặc bằng cách cắt bỏ hydrogen của lipid tạo gốc tự do peroxide hoặc tham gia phản ứng Fenton và Haber-Weiss. Thứ nhất, các ion kim loại có thể gây ra kích thích cắt bỏ hydrogen của lipid chưa bão hòa thành gốc lipid: RH + M+n→ R● + H+ + M+(n-1)+ Các ion kim loại cũng có thể phân tách hydro thành dạng alkoxyl và gốc peroxyl, gây ra kích thích sự oxi hóa lipid: Fe3+(Cu2+)+ ROOH → Fe2+(Cu+) + ROO●+ H+ Fe2+(Cu+) + ROOH → Fe3+(Cu2+) + RO●+ OH─