TỔNG QUAN
SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ
1.1.1 Tên gọi và nguồn gốc cây chè [6], [14], [19]
Chè là cây xanh sống lâu năm, có tên khoa học là Camellia sinensis, thuộc họ Chè (Theaceae) Nguồn gốc cây chè là một vấn đề lịch sử, khoa học và văn hóa được các học giả tranh luận trong nhiều thế kỷ Hiện nay, có 5 thuyết chính về nguồn gốc cây chè, bao gồm thuyết Trung Hoa, thuyết Ấn Độ, thuyết nhị nguyên, thuyết chiết trung và thuyết Việt Nam.
Nghiên cứu của Djemukhatze (1961-1976) so sánh thành phần catechin trong lá chè trồng và chè dại, kết luận rằng chè dại cổ xưa tổng hợp chủ yếu (-).
Nghiên cứu cho thấy epicatechin và (-)-epicatechin gallat là các catechin chủ yếu được tổng hợp trong cây chè, trong khi khả năng tổng hợp (-)-epigallocatechin và các gallat của nó phát triển chậm hơn Các cây chè dại ở Việt Nam cũng chủ yếu tổng hợp (-)-epicatechin và (-)-epicatechin gallat, chiếm đến 70% tổng số catechin.
Năm 1976, viện sĩ thông tấn Viện Hàn lâm khoa học Liên Xô kết luận rằng cây chè cổ Việt Nam tổng hợp các catechin đơn giản nhiều hơn cây chè Vân Nam, dựa trên phân tích chất catechin trong chè mọc hoang dại ở các vùng chè Tứ Xuyên, Vân Nam (Trung Quốc) và các vùng chè cổ Việt Nam Từ đó, sơ đồ tiến hóa cây chè thế giới được xác định là "Chè Việt Nam → Chè Vân Nam lá to (chè Trung Quốc) → Chè Assam (Ấn Độ)".
1.1.2 Phân loại các giống chè [6], [19], [24], [31]
Dựa vào các đặc điểm thực vật học và sinh hóa, Cohen Stuart (1919) chia Camellia sinensis (L) O Kuntze thành 4 loại chính: chè Trung Quốc lá to, chè Trung Quốc lá nhỏ, chè Shan và chè Ấn Độ Chè Trung Quốc lá to (Camellia sinensis var macrophylla) có đặc điểm thân gỗ nhỡ cao tới 5m, lá to dài 12-15 cm, rộng 5-7 cm, màu xanh nhạt, bóng, năng suất và phẩm chất tốt.
Nguyên sản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc) b Chè Trung Quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var
Bohea là một giống chè bụi thấp, phân cành nhiều, lá nhỏ màu xanh đậm, dài 3,5–6,5 cm, chủ yếu phân bố ở miền đông và đông nam Năng suất của giống chè này thấp, phẩm chất bình thường, nhưng có khả năng chịu rét ở nhiệt độ -12°C đến -15°C.
Chè Shan, một giống *Camellia sinensis* đặc biệt, có nguồn gốc từ Vân Nam và được trồng rộng rãi ở Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác Đặc trưng bởi thân gỗ cao từ 6 đến 10 mét, lá to màu xanh nhạt dài 15-18 cm, và tôm chè phủ nhiều lông tơ trắng mịn như tuyết, chè Shan thích nghi tốt với điều kiện ấm ẩm ở địa hình cao, cho năng suất cao và phẩm chất tốt nhất.
Chè có nhiều loại, bao gồm chè Trung Quốc, chè miền bắc Miến Điện và Việt Nam, và chè Ấn Độ (Camellia sinensis var Assamica) Chè Ấn Độ có đặc điểm thân gỗ cao tới 17m, phân cành thưa, lá dài 20–30 cm, mỏng, mềm và thường có màu xanh đậm.
Hình 1.2 Chè TQ lá nhỏ
Hình 1.3 Chè Shan Hình 1.1 Chè TQ lá to
Rất ớt hoa quả Khụng chịu ủược rột hạn Năng suất, phẩm chất tốt Trồng nhiều ở Ấn ðộ, Miến ðiện, Vân Nam (Trung Quốc) và một số vùng khác
Việt Nam trồng phổ biến bốn loại chè, trong đó Camellia sinensis var macrophylla là phổ biến nhất ở các tỉnh Trung du, được biết đến với nhiều tên gọi địa phương khác nhau tùy theo màu sắc lá.
Du lỏ vàng… và Camellia sinensis var Shan ủược trồng ở miền nỳi cỏc tỉnh miền Bắc và ở miền Nam Tõy Nguyờn (Lõm ðồng); mỗi ủịa phương cú cỏc giống khỏc nhau như: Shan Mộc Châu, Shan Tham Vè, Shan Trấn Ninh Ngoài ra các giống chố lai và nhập nội cũng ủược trồng phổ biến như giống PH1 (Phỳ Hộ), giống 1A, LDP 97, LDP1 (Lai), Hùng ðỉnh Bạch, Keo Am Tích, Phúc Vân Tiên, Oolong, Kim Tuyờn… cho năng suất và chất lượng cao Trong ủú giống chố Trung Du chiếm khoảng (47%), tiếp ủến là giống chố Shan (24%), giống chố PH1 (6%), cỏc giống chè chất lượng khá (20%) và các giống chè mới, chất lượng tốt khoảng (3%)
1.1.3 Các vùng chè ở Việt Nam [6], [18], [19]
Việt Nam, thuộc vùng gió mùa Đông Nam Á và là cái nôi của cây chè, sở hữu điều kiện khí hậu và đất đai lý tưởng cho sự sinh trưởng của cây chè Với lượng mưa dồi dào, nhiệt độ và độ ẩm thích hợp, cùng với đất phiến thạch sét và bazan màu mỡ, cây chè có thời gian cho búp lên tới 9 tháng mỗi năm Mặc dù hầu hết các tỉnh đều trồng chè với tổng diện tích trên 130.000 ha, sản xuất và kinh doanh chè tập trung chủ yếu ở 6 vùng chính, trong đó có vùng chè Tây Bắc.
Miền núi phía Bắc, với các tỉnh như Lai Châu và Sơn La, là vùng chè cổ của Việt Nam từ trước thời Pháp thuộc, đặc trưng bởi địa hình núi cao nguyên hiểm trở, phần lớn diện tích dưới 1000m, tạo điều kiện đặc biệt cho sự phát triển của cây chè.
Giống chố ủược trồng chủ yếu ở ủõy là: Giống chố Shan và giống chố Trung
Vùng chè Việt Bắc - Hoàng Liên Sơn đang mở rộng các giống chè mới như LDP1, LDP2, TR777, Đại bạch trà bên cạnh giống chè Shan truyền thống để nâng cao chất lượng sản phẩm.
Vùng chè bao gồm các tỉnh Tuyên Quang, Hà Giang, Lào Cai, Hòa Bình và phía tây Yên Bái là khu vực trọng yếu của ngành chè Việt Nam Nơi đây phân hóa thành hai tiểu vùng sản xuất rõ rệt: tiểu vùng chè rừng dân tộc với phương thức quảng canh và tiểu vùng chè đồi công nghiệp thâm canh cao.
Sản lượng chè búp tươi của vùng Trung du Bắc Bộ chiếm 31,15% tổng sản lượng chè cả nước, chủ yếu từ giống chè Shan và Trung du Bên cạnh đó, một số giống chè mới như Bát Tiên, Đại Bạch trà, TR777, LDP1 đang được khảo nghiệm và trồng thử nghiệm trên diện tích nhỏ nhằm đa dạng hóa cơ cấu giống chè, đáp ứng nhu cầu thị trường.
HỢP CHẤT POLYPHENOL THỰC VẬT
Polyphenol là hợp chất chứa vòng thơm benzen với nhóm hydroxyl, thường tồn tại ở thực vật dưới dạng este và glycosid Các hợp chất polyphenol rất đa dạng và được phân loại dựa trên số lượng carbon trong phân tử.
Bảng 1.1 Phân loại hợp chất polyphenol [89]
C 6 -C 1 Axit phenolic và hợp chất của chúng
C 6 -C 3 Axit cinnamic, aldehyd cinnamyl, rượu cinnamyl
Lignan, neolignan Dimer hoặc oligome
Flavonoid là một phân nhóm quan trọng của hợp chất polyphenol, đa dạng về cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học, tồn tại chủ yếu ở thực vật bậc cao, đặc biệt là tế bào quang hợp Vì cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được flavonoid, nguồn flavonoid trong cơ thể chúng đến từ việc tiêu thụ thực vật Flavonoid được biết đến rộng rãi trong cây trồng và có hoạt tính sinh học tốt cho sức khỏe, do đó được nghiên cứu và ứng dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp như hóa dược và thực phẩm.
Flavonoit là nhóm sắc tố tạo nên màu sắc rực rỡ của thực vật, đặc biệt quan trọng trong việc hình thành màu của hoa quả Nghiên cứu hiện đại chỉ ra flavonoit có lợi ích đáng kể trong điều trị và phòng ngừa bệnh tật Nhiều thực phẩm, nước trái cây, thảo mộc và mật ong thể hiện tác dụng dược lý nhờ thành phần flavonoit phong phú Flavonoit phổ biến rộng rãi trong giới thực vật bậc cao.
Hợp chất flavonoit có cấu tạo khung cacbon C 6 - C 3 - C 6 gồm 2 vòng benzen
A và B nối với nhau bởi mạch 3C (dị vòng C), [87]
Hình 1.5 Cấu tạo khung cacbon của flavonoit
Trên cơ sở cấu tạo hóa học, người ta phân loại flavonoit thành các nhóm chất sau:
- Chalcon: xuất phát bởi 3 gốc axetat và axit cinnamic, có màu vàng
- Anthocyanin: gồm cỏc chất oenin, cyanidin, delphinidin cú màu ủỏ, xanh, tím
- Flavonol: gồm các chất quercetin, kaempferol
- Flavon: gồm có rutin, luteolin, apigenin, chrysin
- Flavanon: gồm các chất taxifolin, narirutin, naringenin, hesperidin
- Flavan 3-ol: gồm các hợp chất catechin
- Isoflavonoit: Ở các hợp chất flavanon, flavon, flavonol và anthocyanin thì vũng benzen B thường ở vị trớ C số 2; trong khi ủú với Isoflavonoit thỡ vũng benzen B ở vị trí C số 3
Flavonoid được hình thành ở thực vật thông qua quá trình quang hợp, xúc tác cho sự chuyển hóa điện tử và là chất chuyển hóa thứ cấp từ phenylpropanoid và dẫn xuất axit béo Quá trình tổng hợp thứ cấp bao gồm các con đường isopren, polyketid, shikimat và amino axit, trong đó shikimat là con đường khởi nguồn từ hợp chất cacbonhydrat Flavonoid được tổng hợp từ p-coumaroyl-CoA và malonyl-CoA, xúc tác bởi enzym CHS để tạo chalcon, hợp chất quan trọng trong tổng hợp tanin ngưng tụ, tanin phức tạp, flavanol, leucoanthocyanindin và anthocyanin.
Sự sinh tổng hợp nhúm flavonoit ủược bắt ủầu bằng con ủường sikimat như sau
Cấu trỳc khung của họ flavonoit gồm 3 vũng A, B, C ủược chia làm 2 phần:
Sự tạo thành vòng B + 3C (Phần C 6 – C 3 ): xuất phát theo chu trình axit shikimic dẫn ủến tạo phenylpropan
5-phosphosikimic axit phospho enol pyruvic
Hình 1.6 Chu trình sinh tổng hợp tạo thành phenylpropan [22]
Sự tạo thành vũng A (Phần C 6 ): xuất phỏt từ 3 ủơn vị axetat dẫn ủến
Chalcon là mạch chính 3C không đóng vòng, đóng vai trò trung gian quan trọng trong quá trình tổng hợp các dẫn xuất flavonoid khác nhau như flavanon, flavon, flavonol, flavan-3-ol, anthocyanidin và anthocyanin dưới tác dụng của enzyme.
Hỡnh 1.7 Sơ ủồ sinh tổng hợp flavonoit [190]
CH3 – COOH + HCH2 – COOH CH3–CO–CH2–COOH
CH3–CO–CH2–COOH + HCH2 – COOH CH3–CO–CH2–CO–CH2–COOH
Flavonoid là hợp chất sắc tố màu có nhiều trong hoa, lá và quả thực vật Quá trình tổng hợp flavonoid mang tính đặc trưng cho từng họ, loài, giống thực vật Ở chè xanh, nhóm flavonoid chủ yếu là catechin (flavan-3-ol), có tác dụng dược lý quan trọng như chống ung thư, giảm nguy cơ bệnh tim mạch, tiểu đường và đào thải độc tố.
1.2.3 Hợp chất polyphenol trong chè
Các hợp chất polyphenol trong chè chủ yếu là các hợp chất flavonoit, trong ủú chia thành 5 nhúm chớnh: a Hợp chất catechin
Catechin là một hợp chất được quan tâm nghiên cứu rộng rãi, tồn tại trong nhiều loại thực vật ở dạng tự do hoặc este với axit gallic.
Catechin trong trà là một flavonoid thuộc nhóm flavan-3-ol, với cấu trúc phân tử chứa 15 cacbon, bao gồm hai vòng 6 cacbon A và B nối với nhau qua 3 đơn vị cacbon tạo thành dị vòng C chứa oxy Catechin có hai cacbon bất đối ở vị trí 2 và 3, không có nối đôi ở vị trí 2, 3 và nhóm 4-oxo Công thức tổng quát của catechin thể hiện cấu trúc đặc trưng này.
• Gốc R 1 có thể là: (- H) hoặc gốc galloyl
• Gốc R 2 có thể là (-H) hoặc (-OH)
Công thức của các catechin chính trong chè [9], [10]
(+) – gallocatechin gallat (GCG) (T nc : Nhiệt ủộ núng chảy; M: Khối lượng phõn tử; [α] D : Gúc quay cực)
Hình 1.8 Công thức cấu tạo của các catechin trong chè
Hàm lượng catechin trong búp chè có thể đạt tới 30% trọng lượng khô, trong đó gallat chiếm phần lớn (trên 80%) EGCG là thành phần đặc trưng của chè, có thể chiếm tới hơn 50% tổng lượng catechin và khoảng 10% tổng khối lượng khô của chè Hàm lượng catechin thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống chè, thời kỳ sinh trưởng, và điều kiện thổ nhưỡng, khí hậu Lá chè non có khả năng tổng hợp catechin mạnh mẽ, tuy nhiên thành phần catechin có thể không đầy đủ như lá chè già.
Các hợp chất anthoxanthin thuộc nhóm flavonol trong họ flavonoit Chúng có công thức cấu tạo chung như sau:
- Nếu R 1 = R 3 = (-H); R 2 = (-OH): ta có chất kaempferol
- Nếu R 1 = R 2 = (-OH); R 3 = (-H): ta có chất quercetin
- Nếu R 1 = R 2 = R 3 = (-OH): ta có chất myricetin
Các hợp chất anthoxanthin có trong thực vật thường tồn tại ở cả hai trạng thái tự do và kết hợp (hợp chất glycosid) Trong phân tử anthoxanthin, các nhóm –
OH ở vị trí 3 và 7 có khả năng glycosid hóa, tức là có khả năng kết hợp với các gốc
3 ủường khỏc nhau (như glucoza, galactoza, ramnoza)
Anthoxanthin trong lá chè tươi tồn tại ở cả dạng tự do và kết hợp, với glycosid thường gắn gốc đường tại vị trí thứ 3 Các hợp chất anthocyanin cũng được tìm thấy trong lá chè.
Anthocyanin là hợp chất thuộc nhóm flavonoid dẫn xuất croman, thường tồn tại ở trạng thái kết hợp với các gốc đường (glycosid) trong thực vật.
Anthocyanins all contain a pyran ring with free radical oxidation In their free state, anthocyanins mainly consist of three aglycones: pelargonidin, cyanidin, and delphinidin, along with the compound leucoanthocyanin.
Leucoanthocyanin là hợp chất glucosid được tạo thành từ gốc aglycon và gốc đường, trong đó leucocyanidin và leucodelphinidin là các aglycon phổ biến trong chè Bên cạnh dạng tự do, leucoanthocyanin còn tồn tại ở dạng glycosid, tuy nhiên hàm lượng của chúng trong lá chè thấp hơn đáng kể so với catechin.
Qua nghiên cứu, người ta thấy rằng, các chất leucoanthocyanin là hợp chất trung gian giữa catechin và anthocyanin [157], [184] e Các axit phenol cacboxylic [10]
Axit phenol cacboxylic là nhóm chất tự nhiên có trong thực vật, đặc trưng bởi sự hiện diện của nhóm phenol và cacbonyl trong phân tử Lá chè tươi chứa nhiều axit phenol cacboxylic như axit gallic, ellagic, chlorogenic, cafeic và axit galloylquinic, tuy hàm lượng không cao nhưng góp phần tạo nên vị đặc trưng của chè.
1.2.4 Hoạt tính sinh học của polyphenol
1.2.4.1 Tác d ụ ng ch ố ng oxy hóa c ủ a polyphenol
Polyphenol trong chè xanh có tác dụng khử gốc tự do, tương tự như chất chống oxy hóa, giúp làm chậm quá trình lão hóa và ngăn ngừa bệnh tật Flavonoid thể hiện hoạt tính sinh học bằng cách kìm hãm quá trình oxy hóa dây chuyền do gốc tự do gây ra Gốc tự do hình thành từ phản ứng sinh hóa trong cơ thể, phá hủy tế bào và gây ra các bệnh lý như ung thư, hoại tử, rối loạn chuyển hóa.
ỨNG DỤNG HỢP CHẤT POLYPHENOL CHÈ XANH
1.3.1 Ứng dụng polyphenol trong công nghiệp thực phẩm
Các hợp chất polyphenol từ chè xanh đã được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học nổi trội, thúc đẩy việc nghiên cứu và phát triển ứng dụng chúng trong lĩnh vực sức khỏe Đặc biệt, việc ứng dụng polyphenol chè xanh trong công nghiệp thực phẩm mở ra nhiều triển vọng, không chỉ trên thế giới mà còn ở Việt Nam.
1.3.1.1 Vai trũ c ủ a polyphenol chố xanh ủượ c b ổ sung trong th ự c ph ẩ m
Ngày nay, xu hướng sử dụng chiết xuất và bản thân chè xanh trong chế biến thực phẩm đang phát triển mạnh mẽ, thể hiện qua sự phổ biến của các sản phẩm như bánh kem, bánh gato, kem, thạch, mỳ ăn liền và sandwich chè xanh tại nhiều quốc gia Việt Nam cũng có các loại bánh nướng, bánh dẻo chè xanh và đang nghiên cứu bổ sung polyphenol từ chè xanh vào các sản phẩm khác như sữa chua, bánh pudding, bánh sandwich Nhật Bản vẫn là quốc gia dẫn đầu về số lượng đồ uống và thức ăn chế biến từ chè xanh, với hai chế phẩm polyphenol nổi tiếng là Sunphenon và Thea-flan.
Một số sản phẩm thực phẩm có chứa chè xanh của Nhật Bản
+ Nước uống Sencha vodka quất + Chè Gyokuro - Shochu
+ Bánh Chiffon Matcha + Chè Matcha mặn
+ Matcha dầm chuối + Matcha chua
+ Bánh Matcha hấp + Chè xanh áo
+ Chè Matcha ngọt + Chè Matcha lạnh
+ Chè Matcha chua chát + Matcha dừa
+ Matcha bơ + Matcha sữa cú ủường
+ Matcha mật ong + Kem Matcha pho mát
+ Kem chố xanh Matcha + Matcha ủỏnh kem
+ Bánh Sandwich chè xanh + Bánh Matcha viên tròn + Bánh kem bơ Matcha rau diếp + ðậu phụ Matcha
+ Cá thu và bánh ngọt hương chè + Bánh khoai tây chè xanh + Hải sản Matcha và nấm Gratin + Kem ủỏ Matcha
+Nước xiro Matcha + Bánh Matcha nướng
Bảng 1.2 Các chế phẩm SUNPHENON và ứng dụng trong thực phẩm [173]
Sản phẩm ðặc ủiểm kỹ thuật Ứng dụng
Sunphenon EGCG với EGCG > 90% và cafein < 0,1% là EGCG độ tinh khiết cao, lý tưởng cho các chất bổ sung, thực phẩm hoặc đồ uống mà không ảnh hưởng đến hương vị hoặc màu sắc tự nhiên Sunphenon 90LB chứa polyphenol > 80%, catechin > 80%, EGCG > 40% và cafein < 1%, mang lại lợi ích sức khỏe từ trà xanh.
Catechin ủược tỏch cafein Hương vị chố ủậm ủà và ủộ ủắng thấp Rất thớch hợp cho ủồ uống
Sunphenon 90DCF-T polyphenol > 80%, catechin > 80%, EGCG > 45%, cafein < 1%
Catechin tách cafein được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm bổ sung và đồ uống, loại bỏ hương vị và màu sắc đặc trưng của trà, đồng thời vẫn giữ lại các polyphenol có lợi Sunphenon 90M-T chứa polyphenol > 80%, catechin > 75%, EGCG > 45%, và cafein < 6%, mở ra tiềm năng lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm và đồ uống.
Catechin ủộ tinh khiết cao ủể sử dụng trong chất bổ sung, thực phẩm hoặc ủồ uống mà không có hương vị chè hay màu sắc chè
Sunphenon 70H-T polyphenol > 70%, catechin > 60%, EGCG > 25%, cafein < 12,5-20%
Catechin hàm lượng trung bình ủể dựng làm chất bổ sung
Sunphenon 30R-T, chiết xuất từ lá chè sao, nổi bật với hương vị đặc trưng và tính ổn định cao, rất phù hợp cho đồ uống và thực phẩm Thành phần polyphenol > 25%, catechin > 15%, và cafein < 10% làm nên sự khác biệt của sản phẩm này.
Sunphenon 30LB-T polyphenol > 25%, catechin > 5%, cafein < 1%
Cafein ủược loại bỏ Vị chỏt dịu ủể sử dụng trong ủồ uống Sunphenon WT-3 polyphenol > 25%, catechin > 15%, cafein < 3%
Chiết xuất trà trắng Màu sắc và hương thơm của chố ủặc trưng
Bảng 1.3 Ứng dụng của chế phẩm “Thea- flan” trong chế biến thực phẩm [137]
Liều lượng (%) Lĩnh vực Các sản phẩm ứng dụng
- Dầu mỡ (dầu thực vật, mỡ lợn )
- Thực phẩm chứa dầu (snack food, thực phẩm rán, margarin…)
Dầu có chứa các axít béo bão hòa phân tử lượng lớn 0,1-1,0 0,2-0,3
- Kéo dài thời gian sử dụng của các sản phẩm chế biến từ hải sản
Thực phẩm sấy khô (bột cá) 0,01-0,1
Chống oxi hóa thực phẩm
- Bơ, pho mát, sữa chua, bánh sữa
- Chống nhạt màu chất màu tự nhiên 0,01-0,5 0,05-0,3 Kiểm soát mầm bệnh
Tất cả các thực phẩm thông thường
Khử mùi Thực phẩm chống hôi miệng (bánh kẹo, kẹo cao su) 0,1-0,5 0,002-0,2
Bánh 0,1-0,5 ðồ uống tăng lực 0,1-0,3
Chống sâu răng, viêm lợi (bánh kẹo) 0,1-0,5 Ức chế cholesterol (hămbơgơ, thịt băm, xúc xích, thực phẩm rán)
Chất chiết chè xanh là phụ gia chống oxy hóa hiệu quả cho chất béo và thực phẩm như mì ăn liền, bánh quy Polyphenol trong chè xanh tăng cường hiệu quả của vitamin E, C, axit citric, ổn định vitamin A, B2 và β-carotene Catechin chè xanh được ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm giàu nước hoặc nấu chín như chất chống oxy hóa tự nhiên, thay thế chất chống oxy hóa tổng hợp.
Polyphenol, như BHA và BHT, tan trong nước và chịu nhiệt tốt, giúp bảo vệ vi sinh vật có lợi, đặc biệt là hệ vi sinh vật đường ruột, đồng thời hạn chế vi sinh vật có hại trong quá trình bảo quản và chế biến thực phẩm Polyphenol chè xanh còn được ứng dụng trong các sản phẩm chăm sóc sức khỏe như khử mùi hôi miệng, chống sâu răng và kháng viêm, ví dụ như kẹo cao su bổ sung polyphenol chè xanh.
Ngày nay, xu hướng bổ sung polyphenol từ chè xanh vào thực phẩm chức năng ngày càng được quan tâm, đặc biệt trong việc bảo vệ và tăng cường các chức năng sức khỏe cụ thể cho từng đối tượng dựa trên tình trạng sức khỏe của họ.
- Thực phẩm ủiều hũa, tăng cường hệ thống miễn dịch
- Thực phẩm ủiều hũa lipit trong mỏu
- Thực phẩm ủiều hũa hàm lượng ủường trong mỏu
- Thực phẩm chống lão hóa
- Thực phẩm phũng ngừa nhiễm ủộc do phúng xạ
- Thực phẩm cú tỏc dụng khử ủộc do kim loại nặng (chỡ…)
- Thực phẩm làm thông mát cổ họng
- Thực phẩm chăm sóc da mặt
- Thực phẩm ủiều hũa tiờu húa (ủiều hũa hoạt ủộng của hệ vi sinh vật, kớch thích tiêu hóa, và giảm nhẹ chứng táo bón)
1.3.1.2 S ự chuy ể n hóa polyphenol trong h ệ tiêu hóa
Nghiên cứu của Kurita và cộng sự [122] cho thấy 30-40% (+)-catechin ([U-
Catechin, một polyphenol trong trà, được hấp thụ từ ruột non, với độ phóng xạ cao nhất trong máu được quan sát thấy sau 1-2 giờ Catechin ức chế một số enzyme tiêu hóa như a-amylaza và lipaza, giảm tiêu hóa đường và lipid Catechin cũng có tác dụng tốt đối với hệ vi khuẩn đường ruột, tăng vi khuẩn lactic và giảm vi khuẩn gây thối rữa, đồng thời có tác dụng chống lại các vi khuẩn gây bệnh gram (+) và gram (-) Polyphenol trà xanh làm tăng mức cholecystokinin (CCK) huyết thanh, một hormone quan trọng trong tiêu hóa.
Tanin trong nước chè có thể làm giảm sự hấp thụ sắt, làm tăng nguy cơ thiếu máu, đặc biệt ở phụ nữ và trẻ nhỏ Các polyphenol trong chè liên kết chặt chẽ với protein và khoáng chất, ảnh hưởng đến tình trạng dinh dưỡng, bao gồm giảm khả năng hấp thụ protein.
Polyphenol chè phân phối rộng khắp cơ thể, không tập trung ở một cơ quan cụ thể nào.\$ Catechin trong chè được hấp thụ qua hệ tiêu hóa, điều này đã được chứng minh thông qua các nghiên cứu trên tĩnh mạch chủ và chuột \$ Sự chuyển hóa polyphenol diễn ra theo đường hướng chung.
Các aglycon có thể được hấp thụ từ ruột non, nhưng hầu hết polyphenol trong thực phẩm tồn tại ở dạng este, glycosid hoặc polyme, và cần được thủy phân bởi enzym tiêu hóa hoặc vi khuẩn ruột kết trước khi hấp thụ Khả năng hấp thụ có thể giảm khi có mặt hệ vi khuẩn do chúng biến đổi các aglycon thành axit thơm Quá trình hấp thụ chủ yếu gồm methyl hóa, sunphat hóa và glucuronit hóa, giúp khử độc các chất chuyển hóa và tăng khả năng bài tiết qua mật và nước tiểu.
Hình 1.9 Chu trình chuyển hóa của catechin chè xanh [123]
Hình 1.9 mô tả chu trình chuyển hóa catechin trà xanh dưới góc độ enzym học, với sự tham gia của hệ enzym và vi khuẩn trong cơ thể động vật Các catechin trải qua quá trình chuyển hóa sinh học đa dạng như methyl hóa, glucuronit hóa, sunphat hóa và chuyển hóa phân tách vòng thơm [110], [112], [118], [128], [129], [134], [135].
1.3.2 Ứng dụng polyphenol trong Y-Dược đã từ lâu chè ựược sử dụng như là một phương thuốc trong y học phương đông Tuy nhiên những hiểu biết cơ bản về cơ chế tác ựộng của chè mới ựược bắt ủầu nghiờn cứu mạnh mẽ trong thế kỷ 20 Trước ủõy cỏc tỏc dụng của chố ủược cho là do tỏc ủộng của cafein và vitamin C Bắt ủầu từ khoảng thập niờn 70 của thế kỷ
Nghiên cứu chi tiết về chè đã chỉ ra rằng tác dụng dược lý của chè chủ yếu đến từ nhóm hợp chất flavonoid, đặc biệt có nhiều trong chè xanh Trong y học lâm sàng, flavonoid có tác dụng đa dạng và nhiều hướng ứng dụng quan trọng.
CÔNG NGHỆ TRÍCH LY POLYPHENOL CHÈ XANH
1.4.1 Cỏc yếu tố ảnh hưởng ủến quỏ trỡnh trớch ly polyphenol
Quá trình trích ly p o l y p h e n o l từ chè hiện nay chủ yếu áp dụng phương phỏp trớch ly bằng dung mụi Quỏ trỡnh trớch ly bằng dung mụi cú ưu ủiểm là thiết bị ủơn giản, cú thể xử lý một lượng rất lớn nguyờn liệu và thực hiện quy trỡnh liờn tục Polyphenol chố xanh ủược trớch ly bằng nhiều kĩ thuật khỏc nhau: trớch ly truyền thống bằng dung môi nước, trích ly bằng bộ Soxhlet, trích ly có hỗ trợ vi sóng, trích ly dùng siêu âm, trích ly bằng dòng chất lỏng siêu tới hạn Quá trình trích ly polyphenol chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố:
Dung môi trích ly polyphenol thường là etanol, metanol hoặc hỗn hợp của chúng với nước do polyphenol là các hợp chất phân cực yếu và dễ tan trong các dung môi hữu cơ có độ phân cực cao Chiết chè xanh bằng dung môi phân cực cho sản phẩm có hoạt tính mạnh hơn so với dung môi kém phân cực Tuy nhiên, dịch chiết có thể chứa các hợp chất không mong muốn và glycosid có thể bị thủy phân trong dung dịch nước axit.
Nhiệt độ cao thúc đẩy quá trình trích ly, nhưng cần kiểm soát để tránh oxy hóa catechin Nhiệt độ lý tưởng thường nằm trong khoảng 80-90°C, không nên vượt quá 90°C trong suốt quá trình.
Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đóng vai trò then chốt trong hiệu quả trích ly, theo đó, tỷ lệ này càng nhỏ thì hiệu suất trích ly càng cao, ảnh hưởng đáng kể đến quá trình này.
Tỷ lệ dung môi thường dùng là 1/20 - 1/30 cho lá chè khô và 1/10 - 1/20 cho lá chè tươi, tuy nhiên, việc sử dụng quá nhiều dung môi có thể gây khó khăn cho các giai đoạn tiếp theo của quy trình.
Ở pH thấp, các hợp chất polyphenol được bảo vệ tốt hơn, dẫn đến hiệu suất trích ly cao hơn Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất trích ly và hoạt tính chống oxy hóa của polyphenol là rõ rệt pH thích hợp cho trích ly polyphenol thường nằm trong khoảng từ 2,5 đến 4,5.
Thời gian trích ly polyphenol trong chè rất khác nhau, tùy thuộc vào quy trình cụ thể Một số quy trình trích ly được thực hiện trong thời gian ngắn.
Thời gian trích ly tối ưu thường dao động từ 30 đến 70 phút, mặc dù hiệu quả trích ly có thể tăng lên khi kéo dài thời gian Việc kéo dài thời gian trích ly có thể dẫn đến tiêu thụ năng lượng lớn hơn và làm giảm hoạt tính chống oxy hóa do sự oxy hóa và trùng ngưng của các catechin như EGCG, ECG, EGC Vì vậy, cần cân nhắc kỹ lưỡng để đạt được sự cân bằng giữa hiệu quả trích ly và bảo toàn hoạt tính của các hợp chất có lợi.
Kích thước vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả trích ly, với vật liệu kích thước nhỏ tạo điều kiện thẩm thấu và khuếch tán tốt hơn do diện tích tiếp xúc lớn, từ đó nâng cao hiệu suất trích ly.
- Khu ấ y tr ộ n: khuấy trộn giúp tăng cường hiệu quả trích ly, do tăng cường quá trình chuyển khối
Sử dụng chất chống oxy hóa như axit ascorbic và axit citric có thể tăng hiệu quả trích ly và giảm oxy hóa catechin, tuy nhiên cơ chế này chưa được thống nhất và có thể tạo tạp chất không mong muốn trong sản phẩm.
Kỹ thuật trích ly vi sóng tuy nâng cao hiệu suất và rút ngắn thời gian so với phương pháp truyền thống, nhưng vẫn hoạt động ở nhiệt độ cao và phù hợp với quy mô nhỏ Mặc dù có nhiều kỹ thuật trích ly mới, phương pháp trích ly cổ điển bằng nước vẫn được ưa chuộng nhờ hiệu quả kinh tế cao.
1.4.2 Các nghiên cứu trên thế giới về công nghệ trích ly polyphenol chè xanh
Trong sản xuất polyphenol từ chè xanh, việc xác định quy trình chiết tách và phân lập nhóm chất polyphenol là rất cần thiết, đồng thời đảm bảo tránh oxy hóa và các phản ứng bất lợi Các kỹ thuật chiết polyphenol cho độ tinh khiết cao về mặt lý thuyết khó áp dụng trong thực tế do quy mô không đủ lớn hoặc không lợi về kinh tế Do đó, việc lựa chọn con đường vòng với trích ly nhiều bậc đơn giản mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn.
1.4.2.1 Các ph ươ ng pháp trích ly c ơ b ả n [47], [69], [154], [160]
Các nghiên cứu trước đây về trích ly polyphenol từ chè xanh đều tuân theo nguyên tắc sử dụng dung môi hòa tan tốt polyphenol, đồng thời hạn chế hòa tan các tạp chất như chất màu, sáp, protein và các thành phần không mong muốn khác.
- Loại clorophyll trước, chiết tách polyphenol sau
- Chiết tỏch polyphenol trước sau ủú mới loại bỏ clorophyll a Phương pháp 1
Phương pháp này loại bỏ clorophyll và cafein bằng clorofooc, sau đó trích ly dịch chè bằng cồn, thủy phân bằng axit HCl và chiết polyphenol bằng etyl axetat (Hình 1.10).
Hình 1.10 Phương pháp trích ly 1 b Phương pháp 2
Phương pháp này sử dụng cồn để trích ly dịch chè, loại bỏ tạp chất như clorophyll và cafein bằng diclometan, sau đó thủy phân bằng axit HCl và chiết polyphenol bằng etyl axetat, theo sơ đồ Hình 1.11.
![Hỡnh 1.7. Sơ ủồ sinh tổng hợp flavonoit [190] - Nghiên cứu công nghệ khai thác tổ hợp polyphenol từ lá chè xanh việt nam và ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng](https://123doc.top/img.php?url=https%3A%2F%2F123docz.com%2Fimage%2Fdoc_normal.png)