Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu

Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu

BQ GIAO DUC VA DAO TAO TRUONG DAI HQC CAN THO VIỆN NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIEN CONG NGHE SINH HỌC

._ LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC _ NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC TIÊN TIẾN

KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHÓNG OXY HÓA CỦA

HỢP CHÁT POLYPHENOLS TRONG QUÁ TRÌNH

NAY MAM CUA MOT SO LOAI HAT DAU

MSSV: 3082522 LỚP: CNSH TT34

Cần Thơ, Tháng 05/2013

PHẢN KÝ DUYỆT

DUYET CUA HOI DONG BAO VE LUAN VAN

Can Tho, ngày tháng nam 2013

CHU TICH HOI DONG

(ky tén)

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

LỜI CẢM TẠ

Đề tài “Khao sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu” là một đề tài thú vị những cũng không phải dễ dàng thực hiện, chính vì vậy để thực hiện tốt luận văn nảy ngoài cố gắng, nỗ lực của bản thân tôi còn có sự giúp đỡ và chỉ dẫn nhiệt tình từ giáo viên hướng dẫn là

ThS Đỗ Tấn Khang từ việc định hướng đề tài đến theo dõi sát tiến trình thí nghiệm Chính vì vậy tôi xin gửi đến thầy lời cảm ơn chân thành nhất

Đồng thời, xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến Thầy Cô giảng viên Viện Công nghệ Sinh học của Trường Đại học Cần Thơ cùng bạn bè đã góp ý, động viên, hỗ trợ nhiệt tình cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại Viện

Chân thành cảm ơn bạn Nguyễn Văn Tính, anh Nguyễn Ngọc Phú và các cán bộ phòng thí nghiệm Công nghệ enzyme đã hết lòng góp ý, giúp đỡ động viên giúp tôi hoàn thành tốt luận văn này

Tôi gửi lời cảm ơn chân thành đến Cha, Mẹ đã hỗ trợ, động viên cả về vật chất lẫn tỉnh thần để giúp tôi hoàn thành tốt luận văn Sau cùng xin được cảm ơn sâu sắc đến các bạn sinh viên K34 đã giúp đỡ tôi về kinh nghiệm cũng như tài liệu tham khảo trong suốt quá trình làm luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

TÓM TÁT

Các cây họ đậu từ xưa đã được biết như nguôn dinh dưỡng quỷ giá cho sức khỏe Ngày nay, các nhà khoa học đã chứng mình được trong đậu có chứa các hợp chất có thể ngăn ngừa các bệnh nguy hiểm ở con người, tiêu biểu nhất là polyphenols

Polyphenols là hợp chất có nguồn gốc tự nhiên, hiện diện ở rất nhiễu loài thực vật

nhưng chúng có nhiều nhất ở các cây họ đậu Dựa trên phương pháp xác định nông độ polyphenols của 6 loại đậu trong 5 ngày nảy mâm bằng đường chuẩn acid gallic, xác định được 6 loại đậu được khảo sát đạt hàm luong polyphenols cao nhất vào ngày thứ

5, đậu phộng là loại đậu có hàm lượng polyphenols cao nhất Thực hiện các thí

nghiệm khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của 6 loại đậu dựa trên phản ứng khử ion

Fe** va phan ung cắt gốc tự do của DPPH, kết quả xác định được đậu phông là loại đậu có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất trong 6 loại đậu được khảo sát Thực hiện phân tích thành phân polyphenols trong các loại đậu bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với hai chất chuẩn là gallic acid va ferrulic acid, kết quá cho thấy đậu phộng có chứa nhiều loại polyphenols nhất, hai peak xuất hiện ở thời điểm phút thứ 1,5 và 2,4 đại diện cho hai thành phần chính của polyphenols trong 6 loại

đậu

Từ khóa: cây họ đậu, DPPH, đậu phộng, hoạt tính chống oxy hóa, HPLC, nảy

mầm, phản ứng khử ion Fe”, polyphenols

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học i Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

MỤC LỤC TÓM TẮT

MỤC LỤC

DANH SÁCH BÁNG 5:2252 22222 22212222152711221110211127112211121112.111 xe v DANH SÁCH HÌNH - 222222 2221222221111222111221111220111201112.12 2.1 cee vi DANH MỤC TỪ VIẾTT TẮTT 2 222222E22++22ESE++EEEEEretEEEErrrrrkrrrrrrrrrer vii CHƯƠNG 1 GIOT THIBU cccccsccsssscssssesssseessseessssesssssssssessscssssesessessseessseceasies 1 1.1 Đặt vấn đề -¿- s21 12211222111 211221 1 1 g0 eo 1 1.2 Lý do chọn đề tài 22:-22222 22222222211 C22711 C22711 2.111.111.111 2

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2 22222255z2225zzcsvcvvzcex 3

2.1 Giới thiệu về hợp chất polyphenols

2.2 Phân loại hợp chất polyphenols -22-©2222222+zrS2CSvrrtrrxrrrerrrrrrrrr 4

VN x d0 con 5 2.2.2 FlaVOnOiđS cà LH HH HH HH HH HH HH 7

Vô na ố ả - 9 2.2.4 LÍBTIATS kh TH HT HH HT HH HH rkt 9 2.3 Hoạt tính chống oxy hóa cúa hợp chất polyphenols -. 10 2.4 Thành phần dinh dưỡng trong các loại hạt đậu + 11 2.4.1 Dau nanh

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học ii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

2.5.2 Sự thay đổi hàm lượng các chất chống oxy hóa - + 20

2.6 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

2.6.2 Các bộ phận của hệ thống sắc ký lỏng hiệu năng cao 21

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 22-24 22

3.1 Phương tiện nghiên cứu ¿St St St kx + St SEEEekEEkEkekekekrerrkerke 22

3.1.1 Di tong nghién COU cceeeccsseessssssessssseeesssssecsssssecssssvecessiseessssveeseseeess 22

3.2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

3.2.2 Chuẩn bị hạt nảy mầm 2-2 ©++£+EEE£SEEEC2EE12E211212212 212cc 23

3.2.3 Phương pháp ly trích polyphenols -¿- «+55 <++c+x<ex+xce+ 23 3.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenols toàn phần 23 3.2.5 Đánh giá khả năng chống oxy hóa .2-2¿++e+E+£v£EEeverxeerrk 24 3.2.6 Phân tích trên hệ thống HPLC 2£ ©+¿+£+£++£+£E+z+zxzecrx 25

3.2.7 Bố trí thí nghiệm .: +©©+++22++222E122111221112711222111 22111221 xe 25

CHƯƠNG 4 KÉT QUÁ VÀ THẢO LUẬN -.2 22: ©222222zccccxeecrs 27

4.1 Xác định hàm lượng polyphenols toàn phần

4.1.1 Hàm lượng polyphenols toàn phần : -¿2+z+2c2+zcccxx 27 4.1.2 So sánh hàm lượng polyphenols giữa các loại đậu ở ngày nảy mầm thứ

TH SH vn HH TH H10 T2 H000 HH0 000 T000 H10 0t tràn 29

4.2 Đánh giá khá năng chống oxy hóa -.2 22¿252+22S+zc2Sxcevzxeerrs 31

4.2.1 Danh gid kha nang KAW - SH Hư 31 4.2.2 Đánh giá khả năng cắt gốc tự đo 2222:2222xzcsccrvererrrrrcrrrrs 31

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

r K

4.3 Phân tích trên hệ thông HPLC - (6:55 St ‡v£eE+t+txxexerexseree 35

CHUONG V KET LUẬN VÀ ĐÈ NGHỊ, 22-222 22ccccxecerkeerrrkerree 39

5.1 Kết luận

Ea na 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 22-2222 SEEE9EE129EE1112211271122711 1211 re, 40

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học iv Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

DANH SÁCH BẢNG

Bảng Tên Bảng Trang Bang 1 Hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam 12 Bảng 2 Cách dựng đường chuẩn acid gallic 24

Bảng 3 Khả năng khử ion Fe” của polyphenols các loại đậu 31 Bảng 4 Hoạt động cắt gốc tự do của polyphenols trong 6 loại đậu 33

DANH SÁCH HÌNH

Hình Tên Hình Trang

Hình 1 Hai loại phenolic acids 5

Hình 2 Cấu trúc cơ bản của flavonoids 6 Hình 3 Cấu trúc các loại Flavonoids 9 Hình 4 Hàm lượng polyphenols của các loại đậu 27 Hình 5 Hàm lượng polyphenols trong 6 loại đậu ở ngày nảy 30

mam thir 5

Hinh 6 Sự thay đối về màu sắc các ống nghiệm sau phản ứng 33

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

HPLC: High Performance Liquid Chromatography

LDL: Low Density Lipoprotein

TCA: Trichloroacetic Acid

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học vii Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Ngày nay, đời sống người dân ngày càng được nâng cao, cùng với sự phát triển

kinh tế - xã hội của đất nước Chính vi thế, vấn đề sức khỏe, dinh dưỡng và chế độ ăn

đã và đang được xã hội quan tâm Xã hội càng phát triển, cảng xuất hiện nhiều bệnh tật nguy hiểm cho con người Để phòng ngừa và điều trị các bệnh nguy hiểm trên, có rất nhiều phương pháp như sử dụng thuốc, thực phẩm chức năng, cải thiện khẩu phần ăn uống hàng ngày Trong đó, việc cải thiện sức khỏe bằng chính khâu phần ăn uống hàng ngày là an toàn và ít tốn kém hơn cả

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tiêu thụ ngũ cốc nguyên hạt có thể giúp làm giảm nguy cơ mắc một số bệnh như tim mạch, đột quy, tiểu đường tuýp II, những hội chứng về chuyển hóa, và ung thư đường tiêu hóa (Jones và cs., 2002; Jones, 2006) Ngoài chất xơ, ngũ cốc nguyên hạt còn chứa nhiều chất giúp cải thiện sức khỏe như vitamin, khoáng chất, và một số chất khác, trong đó có hợp chất polyphenols

Hợp chất polyphenols có khả năng chống sự oxy hóa và bảo vệ giúp ngăn ngừa nguy cơ mắc các bệnh về thoái hóa Định nghĩa tổng quát về hợp chất polyphenols là bất cứ hợp chất nào trong cấu tạo có chứa một vòng benzene được gắn với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl Phenolic acids (hydroxybenzoic acids, hydroxycinnamic acids),

flavonoids (flavonols, flavones, isoflavones, flavanones, anthocyanins, va flavanols),

tannins cé dic, coumarins, va alkyl-resorcinols là những ví dụ tiêu biểu Những thực

phẩm có nguồn gốc từ thực vật đều có chứa phenols, chất này ảnh hưởng đến hình

thức bên ngoài, mùi vị, và sự ồn định khi bi oxy hóa (Naczk và Shahidi, 2004) Trong

các hạt ngũ cốc, những hợp chất này hiện diện chủ yếu ở phần vỏ hạt Có thể sản xuất

bột cám giàu polyphenols từ vỏ đậu để làm chất phụ gia vào những thực phẩm chúng

ta sử dụng hàng ngày như bánh mì, bánh ngọt, bánh bắp Điều đó có thể làm tăng lượng chất xơ tiêu hóa và những đặc tính trị bệnh của thực phẩm Đa số các tài liệu viết về polyphenols ở thực vật đều tập trung trên trái cây, rau cải, rượu vang, và trà Tuy nhiên, hầu hết các hợp chất polyphenols có trong trái cây và rau cải đều được tìm

thấy ở các loại đậu Chỉ có một vài polyphenols có ở duy nhất một loài, ví dụ như

avenanthramides trong yên mạch

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

1.2 Lý do chọn đề tài

Nhận thấy hợp chất polyphenols có nhiều lợi ích cho con người như trên, nhằm mục đích nghiên cứu rõ hơn về hợp chất này hiện diện trong các loại hạt đậu và hoạt tính chống oxy hóa của nó nên đề tài “Khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của hợp chat polyphenols trong quá trình nảy mầm của một số loại hạt đậu” được thực

hiện

1.3 Mục tiêu đề tài

Khao sat sự thay đối hàm lượng của polyphenols trong các loại hạt đậu trong quá trình náy mầm

Xác định hoạt tính chống oxy hóa của polyphenols trong các loại đậu

Kháo sát thành phần chủ yếu của polyphenols trong các loại hạt đậu

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 2 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về hợp chất polyphenols

Trong những năm gần đây, người tiêu dùng mong muốn có thể hạn chế những tác hại và nguy cơ về sức khỏe của họ thông qua việc cải thiện chế độ ăn của họ Trong thực vật có chứa rất nhiều hợp chat và enzyme như các chất chống oxy hóa đề duy trì

sự sống và trao đôi chất (Pandhair và Sekhon, 2006) Liên quan đến việc cải thiện sức khỏe, bao hàm những sản phẩm nông nghiệp với nhiều tiềm năng có lợi, đã thúc đây những nghiên cứu về chất chống oxy hóa (Moore và cs., 2005) Nhiều bệnh thoái hóa

ở con người bao gồm bệnh ung thư, bệnh tim mạch và tai biến mạch máu não được xem như hậu quả từ sự ton hại lipid, protein, và nueleic acid bởi những gốc tự do Những chất chống oxy hóa có thể làm cán trở hoặc ức chế sự oxy hóa của lipid hoặc những phân tử khác bằng cách kiềm hãm sự bắt đầu của chuỗi phản ứng oxy hóa Chúng được chia thành hai loại chính: chất chống oxy hóa hóa học và tự nhiên tùy thuộc vào chúng có nguồn gốc từ đâu Gần đây, người tiêu dùng đã bắt đầu quan tâm đến sự an toàn của những chất phụ gia thực phẩm Vì thế, những chất chống oxy hóa lấy từ trong tự nhiên sẽ có giá trị thương mại trong lĩnh vực thực phẩm và trong công nghiệp sản xuất các chế phẩm chăm sóc sức khỏe con người miễn là chúng có khả năng chống lại những phản ứng oxy hóa không mong muốn

Một phương pháp khả thi để ngăn ngừa và ngăn chặn các bệnh về thoái hóa chính

là cải thiện khả năng chống oxy hóa trong cơ thể chúng ta Việc tiêu thụ nhiều trái cây

và rau củ có liên quan trong việc làm giảm tác động của những bệnh thoái hóa Trái cây cũng giúp tăng cường sức khỏe ở một số phương diện khác Nhìn chung, hoạt tính sinh học của những chiết xuất từ thực vật nhờ vào sự có mặt của những hợp chất là polyphenols, carotenoids, va chlorophyll Thực vật đóng góp vào phương diện này chủ yếu là nhờ hoạt tính chống oxy hóa của những hợp chất polyphenols

Polyphenols là một nhóm các hợp chất hiện diện chủ yếu trong tự nhiên, nhưng

cũng có thể được tổng hợp hoặc bán tổng hợp, những hợp chất hữu cơ đặc trưng bởi sự hiện diện của một số lượng lớn các đơn vị cấu trúc của polyphenols Số lượng và đặc điểm của những cấu trúc phenol này đặc trưng cho những thuộc tính vật lý, hóa học và sinh học (sự trao đổi chất, tính độc và trị liệu, v.V) của các chất nằm trong nhóm polyphenols Tén gọi “poly” xuất phát từ tiếng Hy Lạp cổ đại moAúc (polus, nghĩa là số

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 3 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

nhiều) và “phenol” trong đó đề cập đến một cấu trúc hóa học được hình thành bằng cách gắn một vòng benzenoid thơm (phenyl), một nhóm hydroxyl (-OH) nhóm giống như được tìm thấy trong rượu (vì thế mà có hậu tố "-ol") Khái niệm polyphenol dường như đã được sử dụng từ năm 1894

Polyphenols có nhiều cấu trúc khác nhau, từ cấu trúc đơn giản chứa một vòng thơm bị hydroxyl hóa đến những cấu trúc phức tạp hơn Con đường sinh tổng hợp các hợp chất phenolic ở thực vật đã được nghiên cứu rất rộng rãi Con đường sinh tông

hợp và tích lũy các hợp chất thứ cấp có thê là một quá trình kiểm soát nội sinh trong

các giai đoạn phát triển khác nhau, hoặc nó có thể được điều hòa bởi các yếu tố ngoại sinh như ánh sáng, nhiệt độ, v.v Phenylalanine, được sinh ra từ thực vật thông qua con đường shikimate, là một tiền chất phổ biến cho hầu hết các hợp chất phenolic trong thực vật bậc cao Tương tự, hydroxycinnamic acid và những ester coenzyme A của chúng là những yếu tố cấu trúc chính của các hợp chất phenolic, như cinnamate

phenylalanine/hydroxycinnamate được định nghĩa như “sự trao đổi chất phenylpropanoid chung” Nó bao gồm các phản ứng bắt nguồn từ L-phenylalanine đến hydroxycinnamates và các dạng kích hoạt Những enzyme xúc tác cho từng bước riêng biệt trong sự chuyển hóa phenylpropanoid tổng quát bao gồm phenylalanine

coumarate:coenzyme A ligase (C4L) Ba bude này cần thiết cho sự sinh tổng hợp của hợp chất polyphenols Nhiều đẫn chứng cho thấy chuỗi phản ứng phenylpropanoid và flavonoid được xúc tác bởi một số phức hệ nhiều enzyme liên kết với màng

2.2 Phân loại hợp chất polyphenols

Có hàng ngàn phân tử có cấu trúc của polyphenols đã được tìm thấy ở các loài thực vật Những phân tử này là chất chuyền hóa thứ cấp của các loài thực vật này, và chúng cũng có liên quan đến việc bảo vệ cây khỏi tác động của tia cực tím và sự xâm nhập của mầm bệnh Những hợp chất này có thể được chia thành những nhóm khác nhau dựa trên số vòng phenol trong cấu trúc và những thành phần liên kết các vòng phenol lại với nhau Điều này đã tạo ra một số nhóm polyphenols cơ bản: phenolic

acids, flavonoids, stilbenes, và lignans (Hình 2) Flavonoids trong cấu trúc có chứa 2

vòng thơm (A và B) gắn với nhau bởi 3 nguyên tử carbon, tạo nên sự oxy hóa khác

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 4 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

vòng cùng với vòng C Flavonoids được chia làm 6 nhóm nhỏ: flavonols, flavones, 1soflavones, flavanones, anthocyanins, và flavanols (catechins và proanthocyanidins) 2.2.1 Phenolic acids

Có thể chia thanh hai nhém phenolic acids: din xuất của benzoic acid và dẫn xuất của cinnamic acid (Hình 2)

R, Ry

Q

Ri 0H

R,= R,= Ry= OH : Gallic acid ,= R;= OH : Caffoic acid

R,=OCH,, R; = OH : Ferulic ackd

Hinh 1 Hai loai phenolic acids

(Nguon: http://www.39kf.com/cooperate/gk/American-Society-for-

Nutrition/047905/2008-12-28-551294.shtml Ngdy 2/12/2012)

Ham luong hydroxybenzoic acids trong cac loai cay thuc vat 4n duoc nhin chung rất thấp, ngoại trừ một số trái cây màu đỏ, củ cải đen, và hành có thể có vài chục mg/kg trọng lượng tươi (Shahidi và Naczk, 1995) Trà là một nguồn quan trọng của acid gallic, lá trà có thể chứa đến 4,5g/kg trọng lượng tươi (Tomas-Barberan và Clifford, 2000) Hơn nữa, hydroxybenzoic acid là thành phần của những cấu trúc phức tạp như tannins có thể thủy phân được (gallotannins trong xoài và ellagitannins trong trái cây màu đỏ như dâu tây, mâm xôi Bởi vì các hydroxybenzoic acids đều tự do va

bị ester hóa, chỉ được tìm thấy ở một vài loại cây con người tiêu thụ, nên chúng chưa được nghiên cứu nhiều và chưa được quan tâm như một nguồn dinh dưỡng quan trọng Các hydroxycinnamic acids phổ biến hơn các hydroxybenzoic acids, và chủ yếu bao gồm p-coumaric, caffeic, ferulic, và sinapic acids Những acid này ít khi được tìm thay ở đạng tự do, ngoại trừ trong quá trình chế biến thực phẩm đã trải qua đông lạnh, khử trùng, hoặc lên men Các dạng bám là các dạng bị glycosyl hóa, hoặc là ester của quinic acid, shikimic acid, va tartaric acid Caffeic acid và quinic acid kết hợp để tạo ra thành chlorogenic acid Nó đươc tìm thấy ở nhiều loại trái cây và có nồng độ cao ở cà phê: một ly cà phê có thể chứa 70-350 mg chlorogenic acid (Clifford, 1999) Các loại

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 5 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

trái cây có chứa nhiều hydroxycinnamic acids nhất là quá việt quất, kiwi, mận, anh đảo, và táo; với khoảng 0,5-2 g/kg trọng lượng tươi

Caffeic acid tồn tại ở cả hai dạng tự đo và ester hóa, là phenolic acid đồi dào nhất

và chiếm từ 75% đến 100% thành phần hydroxycinnamic acids trong trái cây Hydroxycinnamic acids được tìm thấy ở hầu hết các bộ phận của trái Tuy nhiên, hydroxycinnamic acids thường có hàm lượng cao nhất ở những phần bên ngoài của trái chín Hàm lượng hydroxycinnamic acids sẽ giảm trong quá trình trái chín, nhưng

nó lại tăng khi trái cây gia tăng kích thước

Ferulic acid 1a phenolic acid được tìm thấy rất phong phú trong hạt các loại ngũ cốc, tạo thành nguồn thức ăn chính cho nó Thanh phan ferulic acid trong hạt lúa mì từ 0,8-2 g/kg trọng lượng khô, chiếm đến khoáng 90% tổng số polyphenols trong lúa mì Ferulic acid được tìm thấy chủ yếu ở những phần bên ngoài của hạt Lớp màng aleurone và phần vỏ hạt lúa mì có chứa 98% tổng số ferulic acid trong hạt Bột gạo và yên mạch cũng chứa một lượng tương đương phenolic acids như trong bột lúa mì (63

mg/kg) Ferulic acid được tìm thấy chủ yếu ở dạng /rans, từ đó có thé bi ester hóa

thành arabinoxylans and hemicelluloses trong aleurone và phần vỏ Chỉ 10% ferulic acid được tìm thấy ở dạng tự do trong phần cám lúa mì Một vài hợp chất nhị trùng của ferulic acid cũng được tìm thấy trong ngũ cốc và tạo thành những cấu trúc bắc cầu giữa những mạch của hemicellulose

5 4 Hình 2 Cấu trúc cơ bản của flavonoids (Nguôn: http://openi.nlm.nih.gov Ngày 14/12/2012)

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 6 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

2.2.2 Flavonoids

Flavonols là loại flavonoids phổ biến nhất trong thực phẩm, chất đại diện tiêu biểu của flavonols là quercetin and kaempferol Chúng tồn tại ở hàm lượng thấp với khoảng 15-30 mg/kg trọng lượng tươi Thực phẩm chứa flavonols nhiều nhất là củ hành (1.2 g/kg trọng lượng tươi), cải xoăn, tỏi tây, bông cải xanh, và cây việt quất Rượu vang đỏ và trà cũng chứa đến 45 mg flavonols/L Những chất này tồn tại ở dạng glycosyl hóa Trái cây thường có chứa từ 5 đến 10 flavonol glycosides khác nhau

(Macheix và cs., 1990) Những flavonols này tích tụ ở phần mô bên ngoài và bên trên

(vỏ và lá) bởi vì sự sinh tổng hợp của chúng được kích thích bởi tác nhân ánh sáng Flavones trong trái cây và rau cái ít phổ biến bằng flavonols Flavones chủ yếu ở

dạng glycosides bao gồm luteolin và apigenin Nguồn cung cấp flavones quan trọng,

có thể ăn được được biết cho đến thời điểm này là ngò tây và cần tây Các ngũ cốc như

hạt kê, lúa mì có chứa dạng C-glycosides của flavones Vỏ của trái cam, quýt có chứa một số lượng lớn polymethoxylated flavones: tangeretin, nobiletin, và sinensetin (lên đến 6.5 g/L tinh dầu quýt) Những polymethoxylated flavones này hầu hết là những flavonoids ky nước

Trong thực phẩm cho người, flavanones được tìm thấy trong cà chua, bạc hà, nhưng chúng tổn tại ở hàm lượng cao chỉ ở trái cam, quýt Flavanones bị glycosyl héa bởi một disaccharide ở vị trí carbon số 7: neohesperidose tạo vị đắng, hoặc rutinose là chất không có vị Nước ép cam chứa từ 200-600 mg hesperidin/L và 15-85 mg narirutin/L, một ly cam ép có chứa từ 40-140 mg flavanone glycosides Bởi những phần cứng của quả cam, đặc biệt là phần vỏ và màng ngoài, chứa rất nhiều flavanones, nên toàn bộ quả có thể chứa flavanones gấp 5 lần một ly nước ép cam

Isoflavones là flavonoids có cấu trúc tương tự estrogens Mặc đù chúng không phải là steroids nhưng chúng có chứa nhóm hydroxyl ở vị trí 7 và vị trí 4, có cầu trúc tương tự với hydroxyl trong phân tử estradiol Chính điều này tạo ra thuộc tính giả hormone cho isoflavones, bao gồm khả năng gắn vào thụ quan estrogen, và cuối cùng

chúng được phân loại như một loại estrogen thực vật Hầu hết isoflavones được tìm

thấy ở những cây họ đậu Đậu nành và các sản phẩm của đậu nành là nguồn cung cấp

isoflavones chính trong thực đơn hàng ngày của con người Chúng có chứa ba loại

phân tử chính: genistein, daidzein, va glycitein Những isoflavones này thường tổn tại

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 7 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

ở bốn dạng: glycone, 7-O-glucoside, 6”-O-acetyl-7-O-glucoside, va 6”-O-malonyl-7- O-glucoside (Coward va cs., 1998) Đồng phân 6”-Ó-malonyl-7-O-glucoside có vị đắng khó chịu Chúng nhạy cảm với nhiệt, thường bị thủy phân thành glycosides trong các quá trình sản xuất công nghiệp, như quá trình sản xuất sữa đậu nành Hàm lượng isoflavones trong đậu nành và các sản phẩm của nó rất đa dạng tùy thuộc vào vùng địa

lý, điều kiện trồng trọt, và quy trình chế biến Đậu nành chứa 580-3800 mg

isoflavones/kg trọng lượng tươi, còn trong sữa đậu nành, hàm lượng này là 30-175 mg/L

Flavanols tồn tại ở hai dạng đơn phân (catechins) va polymer (proanthocyanidins) Catechins được tìm thấy ở nhiều loại trái cây (quả mơ có chứa

250 mg/kg trọng lượng tươi) Catechins cũng có mặt trong rượu vang đỏ (300 mg/L), nhưng trà xanh và chocolate mới được xem là những nguồn catechins déi dao nhat Một bình trà có thể chứa đến 200 mg catechins Trà đen chứa ít flavanols đơn phân hơn, thường bị oxy hóa bởi nhiệt trong quá trình sao lá trà, trở thành hợp chất polyphenols cô đặc như theaflavins và thearubigins Catechin và epicatechin là hai loại flavanols chủ yếu trong trái cây, trong khi gallocatechin, epigallocatechin, và epigallocatechin gallate được tìm thấy trong hạt các cây họ đậu, nho, và trà Đối lập với các flavonoids khác, flavanols không bị glycosyl hóa trong thực phẩm Epicatechin

trong trà rất bền với nhiệt cũng như pH môi trường acid: chí 15% chất này bị phân giải

sau 7 giờ đun sôi trong nước ở pH=5

Anthocyanins là sắc tố hòa tan trong không bào của tế bào biểu bì ở hoa và trái cây, chúng tạo ra màu hồng, đỏ, xanh, và màu đỏ tía Chúng tồn tại ở nhiều dạng hóa học khác nhau, cả có màu lẫn không màu tùy theo pH Mặc dù anthocyanins không bền ở dạng aglycone (anthocyanidins) khi chúng hiện diện ở thực vật, nhưng chúng có khả năng chống lại tác nhân ánh sáng, pH, sự oxy hóa (những tác nhân có thể phân giải anthocyanidins) Sự phân giải đó bị ngăn chặn bởi sự glycosyl hoa, bằng cách gắn glucose ở vị trí carbon số 3, và sự ester hoa voi nhiéu acid hitu co (citric va malic acid)

va phenolic acids Ngoài ra, anthocyanins cũng được làm tăng tính ổn định bằng cách tạo ra những phức hợp với các flavonoids khác Trong chế độ ăn uống của người, anthocyanins hiện diện trong rượu vang đỏ, một vài loài ngũ cốc, và trong một số rau

lấy củ và ăn lá (cà tím, bắp cải, đậu, củ hành, củ cải), nhưng chúng lại có rất nhiều

trong trái cây Cyanidins là loại anthocyanidins chính trong thực phẩm Nhìn chung,

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 8 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

trong thành phần thực phẩm cĩ rất nhiều sắc té, lên đến 2-4 g/kg trọng lượng tươi (cây mâm xợ) Những giá trị này tăng them khi trái chin Anthocyanins được tìm thấy chủ yêu ở phần bên ngồi của trái, trừ những trái cây màu đỏ ra (chúng cĩ ở phan thịt qua) như anh đào và dâu tây Rượu vang cĩ chứa lượng anthocyanins 200-350 mg/L, va những anthocyanins này biến đổi thành những cấu trúc phức tạp hơn khi rượu càng được tích trữ lâu ngày

Lignans được tạo thành bởi hai đơn vị phenylpropane Nguồn cung cấp lignans giàu nhất là hạt lanh, cĩ chứa secoisolariciresinol (3,7 ø/kg trọng lượng khơ), và một

Chuyên ngành Cơng nghệ Sinh học 9 Viện NC&PT Cơng nghệ Sinh học

lượng ít matairesinol Những loại hạt, ngũ cốc, trái cây, và rau khác cũng chứa một lượng nhỏ lignans này, nhưng hàm lượng lignans trong hạt lanh gấp 1000 lần trong những thực phẩm khác Lignans được chuyển hóa thành enterodiol và enterolactone

bởi hệ vi khuẩn đường ruột Vì thế, chắc chắn có những lignans khác từ thực vật làm

tiền chất của enterodiol và enterolactone nhưng chưa được nhận ra

2.3 Hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols

Tác dụng có lợi của polyphenols chủ yếu nhờ và thuộc tính chống oxy hóa của chúng, bởi chúng có thể đóng vai trò như tác nhân bẻ gãy mạch hoặc phá hủy các gốc

tự đo tùy theo cấu trúc hóa học của chúng Theo Lanđbo và Meyer (2001), nước ép nho đỏ có thể gây ức chế sự peroxy hóa của LDL bằng cách kéo dài lag phase lên 2,7 lần khi khảo sát hàm lượng phenolic tổng tương đương 10 M acid gallic (GAE) Phụ thuộc vào cấu trúc chuyên biệt của polyphenols, chúng thể hiện một cách đa dạng các thuộc tính của chúng Chúng bao gồm các sắc tố vàng, cam, đỏ, và xanh, cũng như rất nhiều các hợp chất khác trong thực phẩm Một số polyphenols dễ bay hơi như vanillin và eugenol (chất tạo mùi ở cây đinh hương) là những chất tạo mùi rat mạnh Những thuộc tính chính khác của polyphenols bao gồm khả năng khử các gốc tự

đo có liên quan đến tính chống oxy hóa, và khả năng tương tác với protein Kế đến là khả năng tương tác của tannins với protein trong nước bọt, tạo thành khói và kết tủa trong đồ uống, ức chế enzyme và làm giảm khả năng tiêu hóa protein trong thức ăn Catechin, epicatechin, va gallates cua epicatechin là những catechins chính quan trọng với sức khỏe con người Trong những năm gần đây, catechins đã được sử dung như chất chống oxy hóa tự nhiên trong dầu và mỡ chống lại sự oxy hóa chất béo, bổ sung thêm vào thức ăn cho vật nuôi để tăng cường sức khỏe cho chúng và bảo vệ các sản phẩm từ động vật, như chất chống vi trùng trong thực phẩm và thành phần trong các thực phẩm chức năng Trong những năm gần đây, flavonoids được xem như chất chống ung thư và kháng viêm ở trà Có bằng chứng rằng việc tăng sử dụng bạc hà hoặc trà có thé cải thiện chất lượng sức khỏe vì khả năng bảo vệ trước các tác nhân oxy hóa được tăng cường, cũng như làm gián đoạn sự phát triển của các bệnh thoái hóa gây ra

bởi sự oxy hóa

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 10 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Sắc tố polyphenols chính ở thực vật là anthocyanins, flavonols và flavones màu vàng Jakobek va cs (2009) đã chtmg minh rang anthocyanins trong trái cây đóng góp nhiều vào hoạt động chống oxy hóa hơn flavonols, flavan-3-ols và phenolic acids Những thuộc tính của polyphenols bị ảnh hưởng lớn bởi sự tương tác của chúng với những chất khác trong thực phẩm Tính bền vững trong cấu trúc của tannins có thể

bị biến đối bởi sự hiện diện của nhiều phân tử, bao gồm polysaccharides và proteins Cuối cùng, sự tương tác mạnh của polyphenols với những chất khác trong thực phẩm gây trở ngại trao đổi chất của polyphenols và nên được nghiên cứu nhiều hơn (Cheynier, 2005) Thực tế, sự tương tác của polyphenols với protein thực phẩm và enzyme tiêu hóa làm giảm khả năng tiêu hóa protein và thay đổi tính khả dụng sinh học của polyphenols Ngoài ra, quá trình chế biến trong gia đình, như nấu trong nước sôi, có tác động mạnh mẽ đến hàm lượng phenolic cũng như hoạt tính chống oxy hóa của nó

2.4 Thành phần dinh dưỡng trong các loại hạt đậu

2.4.1 Đậu nành

Đậu tương hay đỗ tương, đậu nành(tên khoa hoc Glycine max) 1a loai cay ho dau (Fabaceae) giàu hàm lượng protein, được trồng làm thức ăn cho người và gia súc Cây đậu tương là cây thực phẩm có hiệu quá kinh tế lai dé trồng Sản phẩm từ cây đậu tương được sử dụng rất đa dạng như dùng trực tiếp hạt thô hoặc chế biến thành đậu phụ, ép thành đầu đậu nành, nước tương, làm bánh kẹo, sữa đậu nành, okara đáp ứng nhu cầu đạm trong khẩu phần ăn hàng ngày của người cũng như gia

suc

Trong hạt đậu nành có các thành phần hóa học sau: protein (40%), lipid (12-

25%), glucide (10-15%); có các muối khoáng Ca, Fe, Mg, P, K, Na, S, các vitamin A,

BI, B2, D, E, F, các enzyme, sáp, nhựa, cellulose

Đậu nành có đủ các acid amin cần thiết: isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, tryptophan, valin, arginine, histidine, threonine, nén dugc coi la mét nguồn cung cấp protein hoàn chỉnh vì chứa một lượng đáng kể các acid amin thiết yếu cho cơ thể

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 1I Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Theo số liệu phân tích của công ty Ajinomoto, Thái Lan (1994), hàm lượng đinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam như sau:

Bảng 1 Hàm lượng dinh dưỡng của hạt đậu nành Việt Nam

(Nguồn: Công ty Ajinomoto, Thai Lan, 1994)

Công dụng của đậu nành

Hầu như ai cũng biết đậu nành có chứa rất nhiều protein, 8 loai amino acid thiét yếu và là nguồn cung cap calcium, chất xơ, sắt, và vitamin B Các hợp chat isoflavones

và các hóa thảo (phytochemicals) khác trong đậu nành có khả năng phòng ngừa và

điều trị một số bệnh như: đau tim, tai biến mạch máu não, ung thư vú, ung thư kết

tràng (Theo Viện Ủng thư Quốc gia Hoa Kỳ, Viện Đại học Havard, Viện Đại Học

Alabama Minnessota, lowa và Helsinki, Phần Lan) Những hóa thảo đậu nành gồm

c6: protease inhibitors, phytates, phytosterols, saponins, acid phenolic, lecithin, acid béo omega 3, va isoflavones (phytoestrogens)

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 12 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Protease inhibitors: có khả năng ngăn ngừa sự tác động của một số gene di truyền gây nên chứng ung thư Nó cũng bảo vệ tế bào cơ thể khỏi tác hại của môi trường sống xung quanh như tia nắng mặt trời và các chất ô nhiễm trong không khí Tuy nhiên, protease inhibitors bj mat bét di sau khi đậu nành được chế biến qua phương pháp làm nóng

Phytates: là một thé phosphorus va inositol, có khá năng ngăn cản tiến trình gây bệnh ung thư kết tràng và ung thư vú Ngoài ra nó còn có khả năng tiêu diệt những tế

bào bị ung thư và phục hồi những tế bào bị hư hại

Phytosterols: có khả năng phòng ngừa các bệnh tìm mạch bằng cách kiểm soát lượng cholesterol trong máu, đồng thời nó cũng có khá năng làm giám thiểu sự phát triển các bứu ung thư kết tràng và chống ung thu da

Saponins: hoạt động như chất chống oxy hóa để bảo vệ tế bào cơ thể khỏi các tác hại của các gốc tự do Nó cũng có khả năng trự tiếp ngăn cản sự phát triển ung thư kết tràng và làm giảm lương cholesterol trong máu

Phenolic acid: là một được hóa học chống oxy hóa và phòng ngừa các DNA bị tế bảo ung thư tấn công

Lecithin: là một hóa chất thực vật quan trọng, đóng vai trò quyết định trong việc kích thích sự biến đưỡng ở khắp các tế bào cơ thể Có khả năng làm gia tăng trí nhớ bằng cách nuôi dưỡng tốt các tế bào não và thần kinh, làm chắc các tuyến, tái tạo mô

tế bào cơ thể, có khả năng cải thiện hệ thống tuần hoàn, bổ xương, và tăng cường sức

đề kháng

Acid béo Omega-3: là loại chất béo không bão hòa có khả năng làm giảm lượng cholesterol xấu LDL đồng thời làm tăng lượng cholesterol tốt HDL trong máu Acid béo omega-3 còn gọi là alpha-linoleic acid gồm 2 thứ EPA và DHA cũng có trong một vào loại cá biển và trong cá sống ở những vùng nước nóng

Isoflavones (phytoestrogens): là một hóa chất thực vật tương tự hormone sinh dục nữ và hoạt động giống estrogen, có khả năng chống lại các tác nhân gây nên chứng ung thư liên quan đến hormone

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 13 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

nắng, tiêu khát (khát nước uống nhiều), đái tháo đường, đi tiểu khó, đau bụng đo nhiệt,

bụng nóng cồn cào, buồn phiền khó chịu, nhức đầu, nôn mửa, phụ nữ có thai bị nôn

oe, không yên Bên cạnh đó, nó còn có ích cho người hay bị các loại bệnh nhiệt ngoài

da như mụn nhọt, ghẻ lở, nổi mề đay; trẻ em bị bệnh quai bị, sởi Ngoài ra đậu xanh

còn có tác dụng giảm cholesterol, có thể bảo vệ gan và chống dị ứng Trong đậu xanh

còn có thành phần hạ mỡ trong máu hữu hiệu, chứa nhiều kali, ít natri giúp cơ thể phòng chứng xơ cứng động mạch và bệnh cao huyết áp

Y học hiện đại cũng cho khẳng định đậu xanh có thành phần dinh dưỡng cao

Bên cạnh thành phần chính là protein, giucide, lipid và chất xơ, nó chứa Vitamin E,

BI, B2, B3, Bó, C, tiền vitamin A, vitamin K, acid folic và các khoáng tố gồm Ca,

Mg, K, Na, Zn, Fe, Cu

Với người Trung Quốc và Việt Nam, cháo đậu xanh là một trong những món ăn thông đụng Ngoài tính nhẹ nhàng thanh sạch, có tác dụng giải độc cơ thể, món ăn này còn tốt cho sức khỏe tìm mạch, giúp ngăn ngừa ưng thư Đậu xanh thường được phối hợp với một số dược liệu khác để phòng ngừa say nắng, các loại bệnh ôn nhiệt vào mùa hè Cháo đậu xanh với sẵn dây có tác dụng thanh nhiệt giải độc, tiêu thử lợi thủy, sinh tân dịch, giải khát Đây là món ăn có ích cho sức khỏe trong mùa hè nóng nực, tốt cho người bị cao huyết áp, rối loạn lipid máu, thiểu năng tuần hoàn não Trong khi đó,

món ăn cháo đậu xanh, lá sen lại có tác dụng bổ đưỡng cơ thẻ, thanh nhiệt, giải độc, tiêu thử trừ phiền, lợi thủy tiêu thũng, giảm mỡ máu, hạ huyết áp và phòng chống béo

phì

2.4.3 Đậu phộng

Thành phần chủ yếu trong nhân đậu phộng là chất béo chiếm tới 40-50% Dầu đậu phộng gồm các glycerid của nhiều acid béo bão hòa và chưa bão hòa, với tỉ lệ thay đổi tùy theo vùng canh tác và chất lượng chăm bón Dầu đậu phộng chứa các vitamin

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 14 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

hòa tan trong đầu, trong đó nhiều nhất là vitamin E - một yếu tố quan trọng trong tổng hợp hormone sinh dục, chống lão hóa Hai acid bão hòa có trong dầu đậu phộng là acid arachidic (C20) và acid lignoxeric (C24) có trong bơ ca cao và trong bơ sữa bò Đây là hai acid béo bão hòa dạng cis nên không gây nguy hiểm cho tim mạch

Ngoài những thành phần trên, Frampton và Boudreaux còn thấy một chất tan trong nước của hạt đậu phộng có tác dụng cầm máu Các vitamin như thiamine

(vitamin BI) trong đậu phộng đã rang chiếm 0,23 mg % Nó là một phần của

coenzyme thiamin pyrophosphate rất quan trọng trong phản ứng giải phóng năng

lượng từ carbohydrate, chất béo và alcol (rượu, bia) Ngoài ra đậu phộng còn chứa

vitamin B2, vitamin Bó Nghiên cứu của khoa điều trị thuộc Trường đại học Purdue (Mỹ) công bố: đậu phộng chứa magnesium, manganese, sắt, đồng, phospho, kali, kẽm, selenium, calcrum và đặc biệt là folate có tác dụng bổ não

Các bà mẹ mang thai ăn đậu phộng sẽ phòng tránh được những rối loạn khi hệ

thần kinh của bé đang ở giai đoạn hình thành Chế độ ăn "nhà nghèo" chỉ cần rau và

đậu phộng, đậu nành cũng đủ cho hệ xương, răng phát triển hoàn chỉnh

Các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Linkoeping (Thụy Điển) tìm thấy trong đậu phông có chita nitric oxide (NO) NO ban đầu được xem là chất có tác dụng phát động

hệ miễn dich của cơ thé Vì vậy nếu NO tăng lên sẽ làm tăng sức đề kháng

Nghiên cứu của Penn State cho rằng chế độ ăn bốn ounce (113,4 g) đậu phộng

mỗi ngày không kèm rượu bia sẽ làm giảm nguy cơ bệnh ly tim mach

2.4.4 Đậu đen

Đậu đen có tên khoa học Vigna cylindrica, thuộc họ cánh bướm Fabaceae Trong

số các loại đậu làm thực phẩm thông dụng cho con người, đậu đen được các nhà dinh dưỡng đặc biệt quan tâm Tuy hàm lượng đạm thấp hơn đậu nành nhưng đậu đen lại có một tỷ lệ cân đối nhiều loại acid amin thiết yếu Đậu đen còn đồi dao hơn về một số khoáng chất như calcium, sắt, mangnesium, manganese, đặc biệt là hàm lượng cao chất molypdenum và những sắc tố chống oxy hoá anthocyanins Theo Đông y, đậu đen

có vị hơi ngọt, tính hơi hàn, có tác dụng lợi thủy, giải độc, dưỡng âm bé thận, khu

phong hoạt huyết Trên thực tẾ, đậu đen là nguồn cung cấp chất XO, chat dam va nhiéu

vi chat quan trọng có giá trị bổ dưỡng rất cao có thể giúp phòng chống nhiều loại bệnh

tật Tuy nhiên, không cần và không nên nuốt sống hạt đậu đen

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 15 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Bảng phân tách thành phần của đậu đen đã cho thấy đậu đen có đủ các loại đạm thiết yếu, kế cả arginine và 3 loại acid amin khác mà khoa học gọi là BCCAs, leucine, valin và isoleucine Mỗi 100 g dau đen cung cấp 0,97 g valine, 1,26 g leucine va 1,11

g isoleucine BCAAS 1a chit viét tat cla Branched Chain Amino Acids la thuat ngit dé

chỉ 3 loại acid amin đặc biệt quan trọng trong nhóm 8 loại acid amin thiết yếu BCAAs đôi khi còn được gọi là những stress amino acid

Chế độ ăn nhiều đậu đen là 1 biện pháp tự nhiên giúp phòng chống các loại bệnh thuộc hội chứng chuyên hoá như cao huyết áp, bệnh tim, tiêu đường Ngoài hợp chất

polyphenols như các loại hạt khác, đậu đen còn có những sắc tố anthocyanins Do đó, lượng chất chống oxy hoá trong đậu đen cao hơn nhiều so với các loại đậu khác và gấp

10 lần so với quả cam Giống như các loại hạt thô khác, đậu đen có hàm lượng chất xơ cao Một chén đậu đen đủ cung cấp hơn phân nửa nhu cầu chất xơ của I người trong l ngày Chất xơ có khả năng làm chậm và giảm sự hấp thu mỡ qua màng ruột đồng thời

kết dính một phần muối mật để đảo thải ra ngoài qua đó đã góp phần làm hạ độ

cholesterol trong máu Tác dụng tổng hợp của những hợp chất chống oxy hoá và chất

xơ có khả năng làm giám các loại mỡ xấu LDL và triglycerides Những chất chống oxy hóa trong đậu đen còn có tác dụng kháng viêm và ngăn chăn sự oxy hóa LDL, loại

chất béo có tính ổn định thấp dễ bị oxy hóa và bám vào thành mạch để tạo nên các

mang xo vita Dau đen còn có cả một số khoáng chất khác như Ca, Mg cùng có tác động ổn định hoạt động tim mạch

Với tỷ lệ 24,2% chất đạm và 53,3% chất bột đường và nhiều chất xơ, đậu đen là

loại thực phẩm rất tốt cho người bệnh tiêu đường Ăn nhiều đậu đen giúp ngăn chận hiện tượng tăng vọt đường huyết sau bửa ăn và tiến đến ổn định đường huyết Tác dụng giảm độ mỡ và kháng viêm của những hoạt chất khác trong đậu đen cũng góp phan quan trọng trong điều trị đái tháo đường hoặc làm giảm những hệ quả xấu đo căn bệnh này gây ra Như vậy, từ ý nghĩa phòng chống các loại bệnh tim mạch, tiểu đường, đậu đen làm giảm nguy cơ tử vong sớm Hàm lượng cao chất chống oxy hoá trong loại hạt nầy cũng giúp trung hoà những gốc tự do chống thoái hoá tế bào và hư hại DNA cũng là một cơ chế làm chậm lão hoá

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 16 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

2.5 Quá trình biến dưỡng trong hạt nảy mầm

2.5.1 Các giai đoạn của sự nảy mầm

Hat nay mam trải qua 5 giai đoạn sau:

e _ Sự hóa nước (trương nước)

e _ Hình thành và hoạt hóa enzyme

e_ Động viên chất dự trữ

e _ Phôi bắt đầu sinh trưởng, tách vỏ hạt

e_ Sinh trưởng tiếp tục của cây mầm

a) Sự trương nước của hạt

Giai đoạn I: Nhờ lực hóa nước của các hạt keo trong hạt (sức trương), các phân

tử nước bao quanh hạt keo được hóa nước và được giữ với một lực lớn Trong khi hạt keo hút nước trương lên thì xuất hiện một áp suất Yếu tố nhiệt độ có vai trò quan trọng trong giai đoạn này

Giai đoạn 2: Lực trương vẫn giữ vai trò chủ yếu, song lực thấm thấu đang lớn

dần do các hợp chất phức tạp bị thủy phân thành các hợp chất đơn giản, đễ hòa tan

Giai đoạn 3: Các tế bào kéo dài và bắt đầu xuất hiện không bào, lực thắm thấu

đóng vai trò chủ yếu

b) Giai đoạn hình thành và hoạt hóa enzyme

Trong phôi và nội nhũ của hạt ở trạng thái ngủ, enzyme thường ở dạng bất hoạt

và bị liên kết Dưới ảnh hưởng của quá trình trương, enzyme chuyên thành dạng hoạt tính, đồng thời có quá trình tổng hợp mới một số enzyme Quá trình này cần có mARN tương ứng, có 3 loại mARN là:

e mARN tiém sinh

® mARN được phiên mã từ giai đoạn phát sinh phôi, nhưng chưa có hoạt tính

e mARN tao moi

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 17 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Thoạt đầu, sự tổng hợp protein ở các ribosome có sẵn ở phôi, sau khoảng 8 giờ từ khi ngắm nước thì ribosome mới được hình thành và gia tang Cac enzyme can thiét trước hết là enzyme xtc tác quá trình phân giải carbohydrate B-amylase thuong 6 dang liên kết trong hạt khô, còn œ-amylase được tổng hợp mới Các enzyme phân giải protide và lipid cũng được tạo mới

Vấn đề tích lũy năng lượng:

© Sau khi hạt hút nước thì cường độ hấp thu oxy cũng tăng lên Cường độ quá trình oxy hóa theo chu trình pentophosphate tăng mạnh, tích lũy ATP Sau 4 giờ, ATP tăng lên 20 lần, cung cấp cho các quá trình tổng hợp protein-enzyme

e Sau 10-12 giờ, các ty thể mới lớn và phân hóa nhanh chóng Sau 24 giờ, ty thể phân chia làm tăng số lượng, chức năng, quá trình oxy hóa theo chu trình Krebs tăng cường Đây là nguồn cung cấp năng lượng cho cây mầm c) Giai đoạn động viên chất dinh dưỡng và xây đựng thành phần của các cơ quan phôi đang lớn

Các tế bào tạo phôi

Các hợp chât lipid có nhiêu trong nội nhũ, lá mâm và trụ phôi

Protease — > Acid amin

Acid hữu cơ Vận chuyển

Trụ phôi Nucleic acid một phần bị phân giải bởi enzyme nuclease thành các nucleotides và được chuyền vào trụ phôi

Các hợp chất đơn giản hơn đo phân giải được chuyên vào trụ phôi Tại đây, một phần được dùng làm nguyên liệu hô hấp, một phần dùng đề xây đựng các cấu trúc mới của tế bảo

Các phytohormone cũng được tạo ra ở pha nay mam như auxin và cytokinin, con gibberellin được giải phóng thành dạng tự do, kích thích sự tổng hợp các enzyme thủy phân

Sự phân giải nucleic acid thành các base purine là tiền chất của cytokinin Còn tryptophan do phân giải protide là tiền chất của auxin

d) Su phan giai cua phôi

Phôi được tạo thành từ hợp tử Trong nhiều loại hạt phôi ở dạng ngủ đã có lá

mam va tru đưới lá mầm Tế bào của phôi đã có sự phân hóa thành biểu bì, bó mạch và

các tế bào dự trữ Mầm cành ở giữa hai lá mầm và mầm rễ ở đầu gốc của trụ dưới lá mầm còn bé và nằm yên lặng trong hạt cho đến khi nảy mầm

Khi nảy mầm, phôi sinh trưởng, các tế bào rễ nhú ra trước tiên để hút nước, chất

dinh dưỡng và cố định cây mam Tru dưới lá mam dudi ra, sau đó mầm cành mới sinh

trưởng tạo thành cành

Sự khởi đầu của các quá trình sinh trưởng là nhờ pha kéo dài tế bảo Trong tế bào

bắt đầu xuất hiện không bào, nhờ đó thể thâm thấu xuất hiện và lớn dần

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 19 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Sự sinh trưởng tiếp của cây mầm

Căn cứ vào sự sinh trưởng của cây mầm ở những giai đoạn dau thì người ta phân biệt hai kiểu sinh trưởng:

e_ Kiểu sinh trưởng đưới mặt đất: đậu Hà Lan, hòa thảo: lá mầm nằm lại đưới

mặt đất

e Kiểu sinh trưởng trên mặt đất: đậu đỗ, hành: lá mầm được day lên trên mặt

đất

2.5.2 Sự thay đối hàm lượng các chất chống oxy hóa

Ở đậu, hợp chất polyphenols bao gồm những chất chống oxy hóa quan trọng nhất nhu phenolic acids, flavonoids Những chất này tồn tại như những ester tự do hòa tan đơn giản, và ở quy mô rộng hơn,chúng tồn tại như phức hợp những ester bám không hòa tan như polysaccharides, proteins, hoặc màng tế bào của hạt đậu Thành phần và hoạt tính chống oxy hóa của hợp chất polyphenols bị ảnh hưởng nhiều bởi cách bảo quản, nhiệt, và một số quy trình chế biến, chúng có thể làm giảm hàm lượng polyphenols trong đậu Để đám bảo hoặc cải thiện giá trị dinh dưỡng và chức năng của đậu, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự nảy mầm của hạt có thể làm tăng hàm lượng polyphenols và hoạt tính chống oxy hóa Sự nảy mầm bắt đầu từ việc ngâm nước,

những hạt đậu khô sẽ hấp thu nước đến khi đạt độ âm khoảng 43-45%, và hoạt động

trao đôi chất bắt đầu trở lại Trong suốt quá trình nảy mầm diễn ra sau đó, sự tổng hợp enzyme va sy biến đổi trong nhân bắt đầu xảy ra, điều đó có thể làm tăng hàm lượng polyphenols bên trong và hoạt tính chống oxy hóa

2.6 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC)

2.6.1 Giới thiệu

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) là một phương pháp tách và phân tích các hợp chất được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất hiện nay vì nhiều lí đo: có độ nhạy tương

đối cao, có khá năng định lượng tốt, thích hợp cho việc tách các hợp chất khó bay hơi

hoặc đễ bị phân hủy nhiệt, có phạm vi ứng dụng trải rộng trong nhiều lĩnh vực từ nghiên cứu khoa học trong các phòng thí nghiệm đến công nghiệp và một số lĩnh vực khác

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 20 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học

Hop chat có thể phân tích bằng sắc ký lỏng như acid amin, protein, acid nucleic, hydrocacbon, carbohydrate, thuốc kháng sinh, thuốc trừ sâu, các hợp chất vô cơ Dựa vào sự khác nhau về cơ chế chiết tách sử dụng trong sắc ký lỏng hiệu năng cao mà người ta có thể phân chia nó ra làm các loại: sắc ký hấp phụ, sắc ký phân bó, sắc ký ion, sac ky ray phân tử trong đó sắc ký phân bố được ứng dụng rộng rãi và phổ biến Tùy theo độ phân cực pha tĩnh và dung môi pha động, người ta phân biệt: sắc ký lỏng pha thường và sắc ký lỏng pha đảo

- Sắc ký lỏng pha thường: pha tĩnh có độ phân cực cao hơn độ phân cực của dung

môi pha động, dùng để tách và phân tích các hợp chất có độ phân cực cao với

phân tử lượng không lớn lắm

- Sắc ký lỏng pha đảo: ngược với sắc ký pha thường, pha tĩnh có độ phân cực thấp, pha động có độ phân cực cao hơn Phương pháp này dùng để phân tích các hợp chất từ không phân cực đến phân cực vừa Dung môi sử dụng là đung môi phân cực, trong đó nước đóng vai trò quan trọng mà lại rẻ tiền, do đó sắc ký

lỏng pha đảo được sử dụng nhiều nhất

2.6.2 _ Các bộ phận cúa hệ thống sắc ký lóng hiệu năng cao

Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao bao gồm các bộ phận chính: bơm, bộ phận

tiêm mẫu, cột sắc ký phân tích, đầu dò, bộ phận điều khiển và xử lý số liệu

Mẫu sau khi được tiêm vào cột sẽ được pha động lôi kéo qua cột Dựa vào khả năng tương tác khác nhau giữa các chất có trong nền mẫu với pha tĩnh và pha động mà chúng được tách ra khỏi nhau và sau khi ra khỏi cột sẽ được ghi nhận bởi bộ dò cụ thé

Sắc ký lỏng có thé ghép với nhiều loại đầu đò khác nhau như đầu đò phỏ tử ngoại khả kiến UV-Vis, đầu dò huỳnh quang FLD, đầu dò chỉ số khúc xạ RID, đầu dò điện hóa ECD, đầu dò khối phổ MS Hiện nay đầu dò khối phổ được ứng dụng rộng rãi

trong phân tích vết và các hợp chất nhận danh chính xác

Chuyên ngành Công nghệ Sinh học 21 Viện NC&PT Công nghệ Sinh học