Luận văn Thạc sĩ Sinh học ứng dụng: Định lượng một số hợp chất polyphenol và sự biểu hiện của gen mã hóa enzyme tham gia tổng hợp polyphenol ở chè

Chia sẻ: Trương Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

52
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn Thạc sĩ Sinh học ứng dụng: Định lượng một số hợp chất polyphenol và sự biểu hiện của gen mã hóa enzyme tham gia tổng hợp polyphenol ở chè được thực hiện với mục tiêu nhằm định lượng một số hợp chất polyphenol ở các giống chè trồng tại Thái Nguyên và nghiên cứu mối liên quan với sự biểu hiện của gen từ giống chè Trung du. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học ứng dụng: Định lượng một số hợp chất polyphenol và sự biểu hiện của gen mã hóa enzyme tham gia tổng hợp polyphenol ở chè

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC –––––––––––––––––––– NGUYỄN THANH HUYỀN ĐỊNH LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT POLYPHENOL VÀ SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN MÃ HÓA ENZYME THAM GIA TỔNG HỢP POLYPHENOL Ở CHÈ LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC –––––––––––––––––––– NGUYỄN THANH HUYỀN ĐỊNH LƯỢNG MỘT SỐ HỢP CHẤT POLYPHENOL VÀ SỰ BIỂU HIỆN CỦA GEN MÃ HÓA ENZYME THAM GIA TỔNG HỢP POLYPHENOL Ở CHÈ Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Mã số: 84 20 201 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC ỨNG DỤNG Người hướng dẫn khoa học: TS. Hoàng Thị Thu Yến THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Mọi kết quả thu được không chỉnh sửa, sao hoặc chép từ các nghiên cứu khác. Mọi trích dẫn trong luận văn đều ghi rõ nguồn gốc. Tác giả Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Hoàng Thị Thu Yến đã định hướng khoa học, tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt quá trình tôi tiến hành nghiên cứu và hoàn thành luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô và cán bộ Khoa Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Khoa học - Đại học Thái Nguyên đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo và truyền cho tôi niềm đam mê nghiên cứu khoa học. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã nhiệt tình động viên cho tôi thêm động lực hoàn thành tốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học. Đề tài luận văn nhận được sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài cấp bộ mã số B2016-TNA-24. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2019 Tác giả Nguyễn Thanh Huyền Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................... ii MỤC LỤC ................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................. v DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................... vii MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề .................................................................................................. 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 2 3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................... 4 1.1. Tổng quan về cây chè .............................................................................. 4 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại ........................................................................ 4 1.1.2. Đặc điểm hình thái................................................................................ 5 1.1.3. Thành phần hóa học của chè ................................................................. 6 1.1.4. Tác dụng sinh học của cây chè ............................................................. 7 1.2. Polyphenol ở chè ................................................................................... 10 1.2.1. Thành phần polyphenol ở chè ............................................................. 10 1.2.2. Con đường sinh tổng hợp polyphenol ở chè........................................ 15 1.2.3.Thành phần catechins ở chè …………………………………..……....16 1.2.4. Con đường sinh tổng hợp catechins ở chè ………………………...... 19 1.3. Tình hình nghiên cứu polyphenol ở chè………......................................21 1.3.1 Tình hình nghiên cứu polyphenol chè trên thế giới .............................. 22 1.3.2 Tình hình nghiên cứu polyphenol chè ở Việt Nam............................... 24 Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................. 26 2.1. Vật liệu nghiên cứu ............................................................................... 26 2.1.1. Nguyên liệu ........................................................................................ 26 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iv 2.1.2. Hóa chất, thiết bị ................................................................................ 26 2.2. Địa điểm và thời gian ............................................................................ 28 2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 28 2.3.1. Phương pháp thu mẫu lá chè ............................................................... 28 2.3.2. Phương pháp định lượng một số hợp chất polyphenol ở chè bằng HPLC ................................................................................................. 28 2.3.3. Phương pháp sinh học phân tử ............................................................ 32 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................. 36 3.1. Định lượng một số hợp chất polyphenol ở chè bằng HPLC ................... 36 3.2. Định lượng sự biểu hiện của gen mã hóa enzyme tham gia tổng hợp polyphenol ở chè ................................................................................ 38 3.3. Mối liên quan giữa hàm lượng catechins với sự biểu hiện của gen LAR và ANR ở chè trung du xanh và chè trung du tím ................................ 45 KẾT LUẬN ................................................................................................. 48 KIẾN NGHỊ................................................................................................ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 49 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ABTS: 2,2'-azinobis(3-ethylebenzothiaziline-6-sulfonate) ANR: Anthocyanidin reductase BHA: Beta Hydroxy Acid BHT: Butylated Hydroxy Toluene C: Catechin cDNA: complementary DNA DNA: Deoxyribonucleic acid DPPH: 1,1-diphenyl 2-picryl hydrazyl EC: Epicatechin ECG: epicatechin gallat EGC: Epigallocatechin EGCG: epigallocatechin gallat GC: Gallocatechin LAR: Leucoanthocyanidin reductase RNA: Axit ribonucleic PAL: phenylalanine ammonialyaza Đtg: Đồng tác giả HPLC: sắc kí lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid Chromatography) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Phân loại khoa học của cây chè ...................................................... 5 Bảng 1.2. Thành phần các hợp chất polyphenol trong lá chè xanh .................. 7 Bảng 2.1. Các mẫu chè nghiên cứu............................................................... 26 Bảng 2.2. Các chất chuẩn và pic ion nhận dạng ............................................ 29 Bảng 2.3. Thành phần phản ứng tổng hợp cDNA ......................................... 33 Bảng 2.4. Chu trình nhiệt thực hiện phản ứng tổng hợp cDNA .................... 33 Bảng 2.5. Danh sách và trình tự các mồi được sử dụng trong nghiên cứu định lượng sự biểu hiện của gen ................................................. 34 Bảng 3.1. Phương trình đường chuẩn và hệ số tương quan của các chất tham chiếu ................................................................................. 37 Bảng 3.2. Hàm lượng các chất tham chiếu (mg/g) ........................................ 38 Bảng 3.3. Giá trị chu kì ngưỡng Ct của các gen trên hai mẫu chè chạy lần 1 43 Bảng 3.4. Giá trị chu kì ngưỡng Ct của các gen trên hai mẫu chè chạy lần 2 43 Bảng 3.5. Giá trị ΔCt của các gen ở hai mẫu chè. ......................................... 44 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Các nhóm có chức năng chống oxy hóa của các polyphenol ........... 8 Hình 1.2: Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol............................................ 9 Hình 1.3. Các con đường sinh tổng hợp polyphenol ở chè ............................ 16 Hình 1.4. Các dẫn xuất của catechins……………………………………….18 Hình 1.5. Sơ đồ tổng hợp catechin ở chè……………………………………21 Hình 3.1. Sắc ký đồ HPLC tại 280 nm (A) và phổ ESI-MS negative của 5 chất chuẩn C (1), GC (2), EGC (3), EGCG (4), ECG (5) (B-F). ... 36 Hình 3.2. Sắc ký đồ UV 280nm của 05 chất chuẩn (A) và 08 mẫu thí nghiệm . 37 Hình 3.3. Đồ thị khuếch đại của các gen trong phản ứng real-time. .............. 41 Hình 3.4. Biểu đồ đỉnh nóng chảy của sản phẩm khuếch đại trong các ống phản ứng....................................................................................... 43 Hình 3.5. Biểu đồ so sánh sự biểu hiện của hai gen LAR, ANR trong hai mẫu chè tím và chè xanh. CT: chè tím, CX: chè xanh................... 45 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây chè (Camellia sinensis O. Kuntze) là loại cây công nghiệp lâu năm, có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới, là cây trồng xuất hiện từ lâu đời, có ảnh hưởng lớn đến cuộc sống nhân loại và có bề dày lịch sử phát triển. Chè là loại nước uống phổ biến nhất mang tính toàn cầu. Việc uống chè truyền thống đã giúp cho con người dần dần nhận biết những giá trị đích thực của chè đối với sức khỏe, những cảm nhận ban đầu của người dùng chè lâu năm đã từng bước kiểm chứng và khẳng định thông qua hàng trăm công trình nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới về các hợp chất thiên nhiên có trong chè. Nước chè có tác dụng giải khát, khắc phục được sự mệt mỏi của cơ bắp và hệ thần kinh trung ương, kích thích vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn sảng khoái, hưng phấn trong những thời gian lao động căng thẳng cả về trí óc và chân tay, ngăn chặn sự phát triển và tiến triển của bệnh Alzheimer [30], làm giảm khả năng hình thành sỏi thận [44]. Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng, chè cũng là một loại thuốc, một cây cho kháng sinh tốt mà không độc đối với cơ thể con người, chữa được một số bệnh đường ruột như kiết lị, tiêu chảy, lợi tiểu [16]... Hơn nữa, uống chè còn kích thích tiêu hoá mỡ, chống béo phì [38]; chống viêm [35]; chống sâu răng, hôi miệng và ung thư vòm họng [28]; phòng ngừa ung thư [18]; phòng ngừa bệnh tăng huyết áp [26]; tiểu đường [25] và ngăn ngừa cholesteron tăng cao [29]. Ngoài ra, chè còn có khả năng bảo vệ da khỏi tác hại của tia cực tím [28]. Chè cũng được cho là ức chế sự xâm nhiễm và sinh sản của HIV [31]. Hầu hết các đặc tính có lợi cho sức khỏe được liệt kê ở trên đã được chứng minh là do các hợp chất polyphenol có trong chè. Ở Việt Nam việc nghiên cứu về hóa học và tác dụng sinh dược học của các polyphenol khai thác từ chè với mục đích phục vụ y - dược học là một hướng nghiên cứu mới; mới dừng lại ở kinh nghiệm dân gian đơn giản; chưa quan tâm khai thác nguồn nguyên liệu giàu các chất polyphenol thiên nhiên từ chè vào mục đích phòng và chữa bệnh cho con người. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
2 Mặt khác, chất lượng của sản phẩm chè ngoài phụ thuộc vào công nghệ chế biến còn chịu ảnh hưởng rất lớn bởi chất lượng nguyên liệu sử dụng. Có khoảng 120 – 130 hoạt chất khác nhau trong cây chè và chúng sắp xếp thành các nhóm sau: nhóm đường; nhóm pectin; nhóm tinh dầu; protein và axit amin; các sắc tố; các chất vô cơ; vitamin; các enzyme; chất nhựa; các chất hữu cơ; các hợp chất thứ cấp (polyphenol, tannin, cafein….). Trong đó hàm lượng polyphenol, sẽ quyết định đến chất lượng của sản phẩm chè [6]. Có rất nhiều các hợp chất polyphenol được tìm thấy ở chè, cả polyphenol đơn giản và polyphenol phức tạp, trong đó flavonoid là thành phần polyphenol chủ yếu được tổng hợp từ các polyphenol đơn giản [9]. Các thành phần hàm lượng polyphenol này lại thay đổi rất lớn theo giống và chất lượng nguyên liệu. Vì vậy việc nghiên cứu, điều tra tìm ra những vùng chè, giống chè có hàm lượng và chất lượng polyphenol ưu việt để định hướng khai thác một cách có hiệu quả nguồn nguyên liệu phong phú này vào mục đích phục vụ sức khỏe cộng đồng là một hướng nghiên cứu mới, cần thiết và có nhiều triển vọng. Việt Nam là một trong những quốc gia có diện tích trồng chè lớn, có nhiều vùng chè với các đặc điểm sinh thái đặc trưng, trồng nhiều giống chè khác nhau. Trong đó, giống chè Trung du từ lâu đã được coi là khởi thủy của cây chè Việt Nam, có khả năng chịu bệnh, chịu hạn, sinh trưởng mạnh, giá trị kinh tế cao, bảo vệ môi trường sinh thái. Tuy nhiên do đã được trồng nhiều năm nên dần bị thoái hóa năng suất và chất lượng thấp [2][10] cần bảo tồn và nghiên cứu để phục vụ các lợi ích của cây chè đặc biệt là khả năng chữa bệnh. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Định lượng một số hợp chất polyphenol và sự biểu hiện của gen mã hóa enzyme tham gia tổng hợp polyphenol ở chè”. 2. Mục tiêu nghiên cứu Định lượng một số hợp chất polyphenol ở các giống chè trồng tại Thái Nguyên và nghiên cứu mối liên quan với sự biểu hiện của gen từ giống chè Trung du. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
3 3. Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Chiết xuất và định lượng một số hợp chất polyphenol từ lá của một số giống chè trồng ở Thái Nguyên. Nội dung 2: Nghiên cứu định lượng sự biểu hiện ở mức độ phiên mã của gen LAR và ANR tham gia tổng hợp một số hợp chất catechins ở chè Trung du. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
4 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về cây chè 1.1.1. Nguồn gốc và phân loại Theo Trịnh Xuân Ngọ (2009)[14] cây chè có nguồn gốc từ Đông Nam Á. Đây là một loại cây công nghiệp lâu năm, cho hiệu quả kinh tế cao, được trồng ở hơn 30 quốc gia. Những nước trồng chè phổ biến là: Trung Quốc, ấn Độ, Srilanca, Nhật Bản, Nga, Đài Loan, Việt Nam….Việt Nam là một trong những nước có tiềm năng và điều kiện thuận lợi để phát triển sản xuất chè: diện tích đất theo qui hoạch để trồng chè rất lớn (trên 200.000 ha); điều kiện khí hậu rất phù hợp cho cây chè phát triển: lắm nắng, mưa nhiều - lượng nước mưa trung bình 1700 - 2000mm/ năm, độ ẩm không khí 80 -85%, - nhiệt độ trung bình 21 - 22,60C; đất trồng chè gồm hai loại là phiến thạch sét và bazan màu mỡ … Ngày nay, ở hầu hết các tỉnh có điều kiện thuận lợi đều trồng chè, song ba vùng trồng nhiều nhất là: - Vùng chè thượng du (Hà Giang, Tuyên Quang, Lai Châu, Yên Bái) chiếm khoảng 25% sản lượng chè miền Bắc. - Vùng trung du (Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên). Đây là vùng chè chủ yếu chiếm đến 75% sản lượng chè miền Bắc với nhiều nhà máy sản xuất lớn. - Vùng chè Tây Nguyên (Gia Lai, Kon Tum, Lâm Đồng, Đắc Lắc) chủ yếu trồng giống chè Ấn Độ và chè shan, chè Ô long. Trong đó vùng chè Thái Nguyên là vùng có sản lượng chè lớn thứ 2 trong cả nước và rất nổi tiếng với sản phẩm chè đặc sản Tân Cương. Thái Nguyên hiện có 16746 ha chè, trồng chủ yếu là các giống Trung du (TDLX, LDP1). Về phân loại khoa học cây chè được thể hiện trong bảng 1.1: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
5 Bảng 1.1. Phân loại khoa học của cây chè [14] Phân loại khoa học Giới Plantee Ngành Magnoliopsida Bộ Ericale Họ Theaceae Chi Camellia Loài C.sinensis 1.1.2. Đặc điểm hình thái Cây chè có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội 2n = 30, thuộc loại thân gỗ hoặc thân bụi và được trồng để thu lá làm nguyên liệu cho công nghiệp chế biến và mang một số đặc điểm sinh học sau đây: - Hình thái: Thân: thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ thống cành và chồi. Trên thân có mấu chia thành nhiều lóng. Cành: do mầm dinh dưỡng biến đổi thành. Trên cành chia ra làm nhiều đốt, chiều dài đốt cành biến đổi từ 1 – 10 cm tùy theo giống và điều kiện sinh trưởng. Chồi: mọc ra từ nách lá, chia theo sự biệt hóa của chồi có chồi dinh dưỡng mọc ra lá và chồi sinh thực mọc ra nụ, hoa, quả. Lá: lá chè là loại lá hình đơn nguyên, có hệ gân lá rất rõ, rìa lá có răng cưa, chiều dài từ 4 – 15 cm, rộng từ 2 – 5 cm. Hoa: hoa chè là loại hoa lưỡng tính, trong hoa có 5 - 8 cánh màu trắng, có khi lại hơi phớt hồng. Quả: quả chè là một loại quả nang có từ 1 - 4 hạt. Quả chè có dạng hình tròn, tam giác, vuông tùy theo số hạt. Hạt: hình cầu, bán cầu, tam giác tùy giống chè; vỏ sành thường màu nâu, cứng, bên trong là lớp vỏ mỏng. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
6 Hệ rễ: gồm rễ cọc (trụ), rễ dẫn (hay rễ nhánh, rễ bên) màu nâu hay nâu đỏ và rễ hút hay rễ hấp thụ màu vàng ngà [2]. - Đặc tính sinh lý, sinh thái của cây chè: Nhiệt độ không khí thuận lợi cho sự sinh trưởng và phát triển của chè là 22 - 28oC, độ ẩm không khí tương đối thích hợp là 80 - 85 %. Hàm lượng nước cần thiết cho cây chè biến động tùy từng giống chè. Loại đất thích hợp cho trồng chè dày 60 - 100 cm; mực nước ngầm dưới 100 cm; độ chua pH: 4,5 - 5,5; tỷ lệ mùn 3 - 4 %[3]. - Sinh trưởng và phát triển của cây chè: Sự phát triển của cây chè chia làm hai chu kỳ: chu kì phát triển lớn gồm suốt đời sống cây chè từ khi hạt nảy mầm đến khi cây chết và chu kì phát triển nhỏ bao gồm các giai đoạn sinh trưởng, phát triển lặp lại nhiều lần trong một năm[2][3]. 1.1.3. Thành phần hóa học của chè Thành phần chính của lá chè là nước chiếm 75-82%, có liên quan đến quá trình biến đổi sinh hóa trong búp chè và đến sự hoạt động của các enzyme, là chất quan trọng không thể thiếu được duy trì sự sống của cây [7]. Bên cạnh thành phần chính là nước thì thành phần và hàm lượng các chất hòa tan trong chè là một trong mối quan tâm hàng đầu đối với các nghiên cứu về chè xanh [6][3].Trong đó, nhóm chất tannin được xem như thành phần chính, chiếm khoảng 27- 34% chất khô trong chè. Tanin gọi chung là hợp chất phenol thực vật bao gồm các phonyphenol đơn giản và các polyphenol đa phân tử, bên cạnh đó chúng còn kèm theo các hợp chất phenol thực vật phi tannin có màu và vị rất đắng. Tỷ lệ các chất trong thành phần hỗn hợp của tannin chè không giống nhau và tùy theo từng giống chè mà thay đổi. Tuy nhiên, người ta đã xác định được trong chè tannin gồm 3 nhóm chủ yếu là catechins, flavonol và glycoside, anthocyanidin và leucoanthocyanidin. Theo Chi - Tang Ho (2008) trong lá chè chứa hàm lượng polyphenol tương đối cao, thành phần chính của polyphenol trong lá chè được trình bày trong bảng 1.2 : Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
7 Bảng 1.2. Thành phần các hợp chất polyphenol trong lá chè xanh[21] Thành phần Hàm lượng Tổng số 18-36% Flavan-3-ols (Catechin) 12-24% Flavonol và glycosides 3-4% Anthocyanins và Leucoanthocyanidin 2-3% Phenolic ~ 5% 1.1.4. Tác dụng sinh học của cây chè Nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước, cho thấy chè xanh mang lại nhiều tác dụng nhờ thành phần hóa học đa dạng với các chất hỗ trợ sức khỏe và phòng chống bệnh tật. Theo Ts. Ngô Đức Phương, nguyên cán bộ Khoa Tài nguyên- Dược liệu, viện Dược liệu đã đưa ra kết quả. Về dược lý học chè có vị đắng chát, tính mát, có tác dụng thanh nhiệt giải khát, tiêu cơm, lợi tiểu, da thịt mát mẻ, bớt mụn nhọt và cầm tả lị. Do có cafein và theophyllin, chè xanh được xem là một chất kích thích não, làm tăng hô hấp, tăng cường và điều hoà nhịp đập của tim[16]. Thành phần catechins có trong chè xanh đã được nghiên cứu chứng minh có tác dụng giảm nguy cơ gây ung thư, giảm kích thước khối u, diệt khuẩn... Ngoài ra, các nghiên cứu trên thế giới cũng cho thấy tác dụng chống phóng xạ của chè xanh. Các flavonol và polyphenol làm cho chè có tính chất của vitamin P[11]. Những chất polyphenol có trong chè xanh có vai trò quan trọng trong việc phòng chống bệnh ung thư. So với chè đen thì chè xanh có hàm lượng polyphenol cao hơn vì không bị biến đổi thành phần hóa học trong các phản ứng sinh hóa[7]. Đặc biệt, EGCG là loại polyphenol chủ yếu tạo nên dược tính của chè xanh, nó có công dụng ngăn ngừa các enzyme kích hoạt sự sao chép và quá trình phân bào[13]. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
8 TS. Ngô Đức Phương phân tích thêm, các thành phần vitamin trong chè cũng có tác dụng tích cực đối với sức khỏe, ví dụ như vitamin C giúp làm tăng sức đề kháng và chống bệnh cúm; vitamin nhóm B trợ giúp cho quá trình trao đổi carbon hydrat; vitamin E tác dụng chống oxy hóa và hạn chế lão hóa [16]. 1.1.4.1. Hoạt tính chống oxy hóa Có nhiều nghiên cứu đã khẳng định hoạt tính chống oxy hóa chính của chè là do hoạt tính của các polyphenol. Nghiên cứu của Mai Tuyên, Vũ Bích Lan và Ngô Đại Quang chỉ ra hoạt tính chống oxy hóa của polyphenol tách chiết từ lá chè xanh để bảo quản hạt dầu cải đã đưa ra kết luận polyphenol chiết xuất từ lá chè xanh thứ phẩm có tác dụng kháng oxy hóa rất rõ rệt và mạnh hơn nhiều so với ascorbic acid và tocopherol . Tác dụng sinh học của các polyphenol chè hay của dịch chiết lá chè xanh được giải thích là do chúng có tác dụng khử các gốc tự do, giống như tác dụng của các chất antioxidant. Hình 1.1. Các nhóm có chức năng chống oxy hóa của các polyphenol[11] Cơ chế chống oxy hóa của chè thuộc cơ chế chống oxy hóa của các hợp chất phenol. Tính chống oxy hóa của các ankylphenol thể hiện ở chỗ chúng có khả năng vô hiệu hóa các gốc peroxyt, do đó nó có thể cắt mạch oxy hóa. Sản phẩm đầu tiên xuất hiện là các gốc phenol tạo thành do nguyên tử hydro của nhóm hydroxyl được nhường cho gốc peroxyt: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
9 Hình 1.2: Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol[11] Các gốc phenol rất ổn định, kém hoạt tính, nhờ vậy chúng không có khả năng sinh mạch oxy hóa tiếp theo. Hoạt tính chống oxy hóa của các hợp chất ankylphenol được tăng lên bằng cách hydroxyl hóa và phân tử phenol, vì các hợp chất polyphenol có hoạt tính tốt hơn monophenol. Chúng có một số tính chất sau: Dạng khử của chúng có thể phản ứng với gốc tự do, chuyển thành dạng oxy hóa: Dạng oxy hóa của chúng có thể chuyển thành dạng lưỡng gốc và như vậy chúng có khả năng phản ứng với hai gốc tự do nữa: Đặc biệt dạng oxy hóa và dạng khử của chúng có thể tương tác với nhau thuận nghịch tạo gốc Semiquinon: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
10 Ngoài ra các hợp chất catechin trong chè có khả năng tạo phức kim loại chủ yếu Fe, Cu, đây là những chất xúc tác để tạo ra gốc tự do. Tỷ lệ EGC, EGCG và EC tạo phức kim loại là 3:2, 2:1, 2:1, 3:1 [21]. 1.1.4.2. Hoạt tính kháng khuẩn Tháng 8/1996, Shimaura công tác tại trường Đại học y khoa Showa (Nhật Bản) đã có công trình diễn thuyết “về tác động diệt khuẩn E.coli - 157” tại hội thảo chuyên đề diệt khuẩn của chè xanh. Ông đã khẳng định rằng catechin trong chè xanh có khả năng tiêu diệt các loại vi khuẩn làm hư hỏng thực phẩm và loại bỏ các độc tố do chúng gây ra. Cơ chế hoạt động của các catechin là phá hủy màng tế bào bên ngoài của vi khuẩn [25]. EGCG và EGC là catechin có khả năng kháng khuẩn mạnh nhất. Catechin là polyphenol có thể gây ra hiện tượng ngưng kết bằng cách tạo liên kết trực tiếp với protein. Đây là tính chất đặc trưng của catechin chịu trách nhiệm cho hoạt tính kháng khuẩn [36]. 1.2. Polyphenol ở chè 1.2.1. Thành phần polyphenol ở chè Hợp chất phenol là các nhóm chất khác nhau rất phổ biến trong thế giới thực vật, chúng thường tồn tại dưới dạng glycozit dễ tan trong nước và thường tập trung ở các không bào của tế bào thực vật [11]. Đặc điểm chung của chúng là trong phân tử có vòng thơm (vòng benzen) mang một hay hai, ba ...hoặc nhiều nhóm hydroxyl (OH) gắn trực tiếp vào vòng benzen. Tuỳ thuộc vào số lượng và vị trí tương hỗ của các nhóm này mà các tính chất lý hoá học hoặc hoạt tính sinh học thay đổi. Dựa theo số lượng nhóm hydroxyl mà người ta phân biệt phenol thành các nhóm sau: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
11 Nhóm phenol đơn giản: gồm các chất được cấu tạo từ 1 vòng benzen và 1 hay nhiều nhóm OH, được phân thành các: mono phenol; di phenol (pyrocatechin, rezoxyn...); tri phenol (pyrogalon, oxy hydroquinon...). Nhóm hợp chất phenol phức tạp (polyphenol): trong thành phần cấu tạo, ngoài vòng benzen còn có dị vòng mạch nhánh, được phân thành các nhóm: monome và polymer . - Monome (hay polyphenol đơn giản) được chia thành: + Nhóm C6 - C1 (axit phenol cacbonic): trong cấu trúc phân tử có thêm nhóm cacbonyl, thường gặp ở hạt nảy mầm. + Nhóm C6 - C3 (axit cumaric, axit cafeic): có gốc cacbonyl được nối với nhân benzen qua hai nguyên tử cacbon, thường gặp ở thực vật bậc cao. + Nhóm C6 - C3 - C6: gọi là các Flavonoid và được chia thành các nhóm phụ như flavon, flavonol (sắc tố vàng), anthocyanidin (sắc tố xanh, đỏvà tím), catechin (không màu)... - Nhóm hợp chất polyphenol polymer: được chia thành các nhóm phụ như Tanin, Lignin, Axit Humic….[15]. Các hợp chất polyphenol chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống thực vật, chúng tham gia vào nhiều quá trình sinh lý và sinh hoá quan trọng; vào các quá trình trao đổi chất dưới nhiều hình thức khác nhau như quá trình hô + hấp tế bào (vận chuyển H trong quá trình phosphoryl hoá oxy hoá ...), quá trình quang hợp, điều hòa sinh trưởng phát triển của thực vật…[4]. Thành phần polyphenol của lá chè rất đa dạng, nhưng bao gồm chủ yếu là các flavonoid và tannin. Các polyphenol này chiếm 20 - 35 % trọng lượng chè khô (ở lá búp non). Trong số các polyphenol thiên nhiên, các hợp chất flavonoid có ý nghĩa thực tiễn lớn vì chúng phân bố rộng rãi trong thế giới thực vật, ít độc đối với cơ thể và có nhiều hoạt tính sinh - dược học giá trị. Các flavonoid không được tổng hợp ở người và động vật; chúng được tìm thấy ở động vật là do động vật ăn thực vật mà có. Flavonoid được cấu tạo bởi Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn