Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thu hoạch và chế biến đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dòi (pouzolzia zeylanica l benn)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ NGUYỄN DUY TÂN NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH THU HOẠCH VÀ CHẾ BIẾN ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TRONG CÂY THUỐC DÒI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

NGUYỄN DUY TÂN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA

QUÁ TRÌNH THU HOẠCH VÀ CHẾ BIẾN

ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT CÓ HOẠT

TÍNH SINH HỌC TRONG CÂY THUỐC DÒI

(Pouzolzia zeylanica L Benn)

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÃ NGÀNH: 9540101

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA

QUÁ TRÌNH THU HOẠCH VÀ CHẾ BIẾN

ĐẾN HÀM LƯỢNG CÁC CHẤT CÓ HOẠT

TÍNH SINH HỌC TRONG CÂY THUỐC DÒI

(Pouzolzia zeylanica L Benn)

Người hướng dẫn Nghiên cứu sinh

PGS.TS Nguyễn Minh Thủy Nguyễn Duy Tân

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn đến tất cả những người đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án nghiên cứu khoa học này, trong đó có thể nhắc đến: Phó giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Minh Thủy, một người Cô kính mến đã tận tâm giảng dạy và chỉ bảo cho tôi trong suốt 4 năm học nghiên cứu sinh vừa qua

Cô đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong việc tiếp cận các phương pháp mới để bố trí thí nghiệm và xử lý số liệu Một lần nữa tôi xin chân thành cám ơn Cô rất nhiều Ban Giám Hiệu Trường Đại học Cần Thơ; Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng; Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Các phòng ban chức năng đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành tốt quá trình học tập và nghiên cứu trong thời gian qua

Ban Giám Hiệu Trường Đại học An Giang; Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp và Tài nguyên Thiên nhiên; Ban chủ nhiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, Các phòng ban chức năng đã giúp đỡ tôi trong việc sắp xếp công việc

để hoàn thành tốt được công tác giảng dạy và học tập nghiên cứu sinh

Phó giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Văn Thành, Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học; Tiến sĩ Nguyễn Văn Cương, Khoa Công nghệ Trường Đại học Cần Thơ đã hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện các nghiên cứu

Các bạn Lê Quốc Việt và Võ Tấn Thạnh học viên cao học Khóa 20 Trường Đại học Cần Thơ Các bạn sinh viên khóa ĐH12TP, ĐH13TP, ĐH14TP và ĐH15TP Trường Đại học An Giang đã hỗ trợ cùng tôi trong việc thực hiện các nghiên cứu

Gia đình tôi, Ba mẹ và các anh em tôi, đặc biệt là Bà xã yêu quý Võ Thị Xuân Tuyền và hai con Nguyễn Võ Thùy Chi, Nguyễn Duy Khoa đã ủng hộ tôi hết mình cả vật chất lẫn tinh thần để tôi có thể yên tâm học tập và nghiên cứu hoàn thành tốt được luận án

Người viết NCS NGUYỄN DUY TÂN

TÓM TẮT

Cây thuốc dòi (Pouzolzia zeylanica L Benn) là một trong những loài thực

vật thuốc, được người dân ở các nước châu Á sử dụng để chữa trị rất nhiều bệnh khác nhau theo phương pháp truyền thống Ở Việt Nam, cây thuốc dòi được trồng phổ biến ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, được sử dụng ở dạng cây tươi hay khô, sắc thành nước uống để chữa trị bệnh ho lâu năm, ho lao và viêm họng Cây thuốc dòi được kết hợp với những vị thuốc khác có khả năng chống lại tế bào ung thư, bệnh lao và tác dụng bổ phổi Nhiều nghiên cứu cho thấy dịch trích từ cây thuốc dòi chứa nhiều hợp chất sinh học với những đặc tính kháng khuẩn, kháng nấm và chống oxy hóa Tuy nhiên, cho đến nay loài thực vật này vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ về khả năng trồng và thu hoạch; sơ chế và bảo quản nguyên liệu; cũng như chế biến thành các sản phẩm tiện dụng

có khả năng phòng ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh Vì thế, nội dung nghiên cứu chính của luận án là nhằm giải đáp được những vấn đề nêu trên

Ở nội dung nghiên cứu đầu tiên, các yếu tố như mùa vụ trồng và thời gian thu hoạch; kích thước nguyên liệu và nhiệt độ sấy/phơi nắng; độ ẩm và dạng nguyên liệu khi bảo quản được khảo sát Kết quả cho thấy cây thuốc dòi được trồng và phát triển rất tốt với thời gian thu hoạch tối ưu từ 45÷60 ngày tuổi sau khi trồng, cây thuốc dòi được trồng vào mùa nắng chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học hơn so với cây trồng vào mùa mưa Chế độ sơ chế thích hợp là cây thuốc dòi được rửa sạch và làm khô bằng cách phơi nắng/sấy khô ở 60oC tới độ

ẩm nhỏ hơn 12%, sau đó cắt khúc 3÷5 cm cho vào bao bì PE (2 lớp) Chúng có thể được bảo quản tốt trong 12 tháng ở nhiệt độ phòng

Ở nội dung nghiên cứu thứ hai, ảnh hưởng của các nhân tố trích ly (nhiệt

độ, thời gian và tỷ lệ nước/nguyên liệu); quá trình phối chế (acid citric, đường sucrose và carboxymethyl cellulose); chế độ cô đặc (độ chân không, thời gian); ảnh hưởng của tiến trình sấy phun dịch trích ly thuốc dòi, bao gồm nồng độ maltodextrin bổ sung kết hợp với ba loại gum (arabic, carrageenan và xanthan gum) với nồng độ khác nhau; nhiệt độ không khí sấy và tốc độ dòng nhập liệu; tỷ

lệ đường sucrose và acid ascorbic phối chế với bột sấy phun; và sự thay đổi chất lượng sản phẩm trong quá trình bảo quản được xác định Các thông số tối ưu đạt được cho quy trình chế biến cao thuốc dòi chất lượng tốt là trích ly cây thuốc dòi khô ở nhiệt độ 81oC trong 30 phút với tỷ lệ nước/nguyên liệu là 27/1 (v/w); dịch trích được phối chế với 0,29% acid citric, 20oBrix và 0,29% carboxymethyl cellulose; cô đặc ở độ chân không 600 mmHg trong 40 phút Sản phẩm bột hòa tan có thể đạt được chất lượng cao khi sử dụng 9% maltodextrin và 0,08% gum

arabic, sấy phun với nhiệt độ không khí đầu vào 179oC, tốc độ dòng nhập liệu 18 rpm, khi sử dụng phối chế với tỷ lệ bột thuốc dòi/đường sucrose/acid ascorbic là 3/15/0,1 (w/w/w) trong 100 mL nước Mẫu sản phẩm cao bảo quản ở nhiệt độ phòng có sự tổn thất hàm lượng anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin lần lượt 64,21; 63,52; 45,59 và 40,52%; cao hơn mẫu bảo quản ở nhiệt độ lạnh 1,53; 1,55; 1,41 và 1,37 lần Còn mẫu sản phẩm bột có sự tổn thất các hợp chất sinh học lần lượt là 51,85; 50,97; 36,64 và 33,86%

Ở nội dung nghiên cứu thứ ba, các hoạt động thực hiện bao gồm khảo sát mức độ chấp nhận của 150 người tiêu dùng với hai sản phẩm cao lỏng và bột hòa

tan; thử nghiệm khả năng chống oxy hóa in vitro thông qua các phương pháp khử

sắt FRAP, khử gốc gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử AAI; khả năng kháng khuẩn đường hô hấp, độc tính cấp đường uống, tác dụng long đàm và ức chế ho Kết quả khảo sát ban đầu cho thấy cả hai sản phẩm đều được 75÷85% người tiêu dùng đánh giá cao về màu sắc, mùi và vị (từ thích đến cực kỳ thích); có khoảng 93÷94% người tiêu dùng đánh giá chất lượng sản phẩm từ loại khá đến rất tốt; và 80÷84% người tiêu dùng sẵn lòng mua sản phẩm khi hiện diện trên thị trường Sản phẩm bột hòa tan có hoạt động chống oxy hóa cao hơn sản phẩm cao lỏng với giá trị IC50 về khả năng khử gốc tự do DPPH là 0,98 và 3,18 mg/mL; khả

năng khử sắt theo phương pháp FRAP là 116,198 và 6,687 MFeSO4/100 mg; tổng năng lực khử thông qua chỉ số AAI là 41,792 và 14,333; tương ứng Ngoài

ra, bột thuốc dòi có hoạt tính kháng khuẩn trên chủng Streptoccocus pyogenes

với nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) là 50 mg/mL và ở liều quy đổi trên người là

6 g/ngày có tác dụng long đàm và giảm các triệu chứng ho do kích thích trên

mô hình gây ho bằng capsaicin Ngược lại, cao lỏng thuốc dòi không thể hiện hoạt tính kháng khuẩn, ở liều quy đổi trên người là 4 g/ngày có tác dụng long đàm trên chuột thí nghiệm bị gây ho bằng capsaicin nhưng tác dụng trên các triệu chứng ho thể hiện chưa điển hình so với dạng bột thuốc dòi sấy phun

Từ khóa: cây thuốc dòi (Pouzolzia zeylanica L Benn), thu hoạch, chế

biến, sản phẩm cô đặc, bột sấy phun, hợp chất có hoạt tính sinh học

ABSTRACT

Pouzolzia zeylanica is one of the medicinal plants which people from

many Asian countries have used to treat various kinds of diseases by traditional methods In Vietnam, this plant is popularly cultivated in the Mekong Delta region, it can be used as fresh or dried plant, decoction drink to treat cough with phlegm, pulmonary tuberculosis, sore throat This herbal plant is also combined with other herbs to be able to fight against cancer cells, tuberculosis and to keep your lungs in a good condition A great number of

research studies showed that Pouzolzia zeylanica extract contains many

bioactive compounds with antioxidant, antimicrobial and antifungal properties However, this species has not been fully researched on the possibility of growing and harvesting; preliminarily processing and preserving materials recently; as well as processing into convenient food products that can assist in the prevention and treatment of diseases Therefore, the essential content of this research is to meet the requirements the above issues

In the first content of the study, factors such as cultivating season and harvesting time; material size and drying temperature/sun drying; moisture content and shape of material in storage processing were investigated The results showed that the medicinal plants were planted and developed very well with optimum harvesting time of 45÷60 days after planting, medicinal plants were planted in a dry season contained more bioactive compounds than plants

in a rainy season The appropriate pre-treatment was that whole plants were washed and dehydrated by sun drying/drying at 60oC until the moisture content of material was less 12%, then these plants were cut into 3÷5 cm and kept in PE package (2 layers) They could be stored well for 12 months at ambient temperature

In the second content of study, effect of extracting factors (temperature, extraction time, the ratio of water and dried material); blending process (sucrose, carboxymethyl cellulose, acid citric); concentration process (vacuum levels and concentrated minutes); effect of the spray drying process of

Pouzolzia zeylanica extarct, including supplemental maltodextrin combined

with three gum types (arabic, carrageenan and xanthan) with different concentrations; drying air temperature and input flow rate; the content of sucrose and ascorbic acid blended 3 g spray dried powder, after they were mixed with 100 mL of hot water; and quality change of two products in storage process were determined The optimal parameters achieved for good

81oC for 30 minutes with a water/material ratio of 27/1 v/w; the extract was prepared with 0.29% citric acid, 20°Brix and 0.29% carboxymethyl cellulose; vacuum concentrating with 600 mmHg for 40 minutes The dissolved powder product could be achieved high quality by using 9% maltodextrin and 0.08% gum arabic, and spray dried at inlet drying temperature of 179oC, feed flow rate

of 18 rpm; then mixed with the ratio of spray dried powder/sucrose/ascorbic acid that was 3/15/0.1 (w/w/w) in 100 mL hot water The concentrated samples stored at ambient temperature (28÷30oC) had loss of anthocyanin 64.21%, flavonoid 63.52%, polyphenol 45.59% and tannin 40.52%, and they were higher 1.53, 1.55, 1.41 and 1.37 times than the samples stored at low temperatures (3÷5oC) The loss of bioactive compounds in the powder samples were 51.85, 50.97, 36.64 and 33.86%, respectively

In the third content of study, the activities undertaken consisted of

examining the acceptance level of 150 consumers with two types of Pouzolzia

zeylanica products (concentrate and soluble powder); measuring the antioxidant

ability in vitro by the ferric reducing/antioxidant power (FRAP) assay,

diphenyl-p-picryl hydrazyl (DPPH) radical scavenging activity, and antioxidant ability index (AAI); the antibacterial activity of gastrointestinal tract, oral toxicity, effects of phlegm and cough suppression It was observed that 75÷85% consumers evaluated the color, flavor and taste of products from “like” to

“extremely like”; approximately 93÷94% consumers evaluated the product quality from “good” to “very good”; and around 80÷84% of consumers would

be willing to buy in case of the product was commercialized The soluble powder had higher antioxidant activity than the concentrated product with an

IC50 value of DPPH (0.98 and 3.18 mg/mL); the ability of reducing ferrous following FRAP (116.198 and 6.687 μFeSO4/100mg); the AAI index (41.792 and 14.333); respectively for two products In addition, the spray dried powder

had antibacterial activity on strains of Streptococcus pyogenes with a minimum

inhibitory concentration (MIC) of 50 mg/mL; at human dose of 6g/day, it influenced on reducing sputa and cough symptom due to stimulation of cough model with capsaicin In contrast, the concentrated product did not show antimicrobial activity, at a dose of 4 g/day converted in humans, it affected on reducing sputa, but the effect of it on cough symptoms was not typical in comparison with spray dried powder

Keyword: Pouzolzia zeylanica plant, harvest, process, concentrated

product, spray dried powder, bioactive compounds

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết luận án này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên

cứu của tôi Các số liệu trong công trình nghiên cứu có xuất xứ rõ ràng Những

kết luận mới về khoa học của công trình nghiên cứu này chưa được công bố

trong bất kỳ luận án cùng cấp nào khác

Cần Thơ, ngày 15 tháng 02 năm 2019

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iv

LỜI CAM KẾT vi

MỤC LỤC vii

DANH SÁCH BẢNG xi

DANH SÁCH HÌNH xiv

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xviii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU …1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Nội dung nghiên cứu 2

1.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thu hoạch và xử lý sau thu hoạch đến hàm lượng các chất sinh học trong cây thuốc dòi ……….2

1.3.2 Nghiên cứu chế biến sản phẩm từ cây thuốc dòi………2

1.3.3 Phân tích thành phần hóa sinh học, các đặc tính chức năng và khả năng thương mại hóa của sản phẩm……….3

1.4 Ý nghĩa của luận án 3

1.5 Điểm mới của luận án 4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 5

2.1 Tổng quan về cây thuốc dòi 5

2.1.1 Phân loại thực vật 5

2.1.2 Nguồn gốc và sự phân bố 5

2.1.3 Đặc điểm thực vật và điều kiện sinh trưởng 6

2.1.4 Công dụng trị bệnh của cây thuốc dòi 6

2.1.5 Một số nghiên cứu khác về cây thuốc dòi 7

2.2 Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dòi 9

2.2.1 Hợp chất polyphenol 9

2.2.2 Hợp chất flavonoid 9

2.2.3 Hợp chất anthocyanin 10

2.2.4 Hợp chất tannin 11

2.3 Hoạt động chống oxy hóa của các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật và phương pháp đánh giá 12

2.4 Ảnh hưởng của các quá trình chế biến nhiệt đến các hợp chất có hoạt tính

sinh học từ thực vật 19

2.4.1 Quá trình sấy 19

2.4.2 Quá trình trích ly 20

2.4.3 Quá trình cô đặc 22

2.4.4 Quá trình sấy phun 24

2.5 Các nghiên cứu có liên quan 26

2.5.1 Nghiên cứu sấy khô nguyên liệu thực vật 26

2.5.2 Nghiên cứu trích ly các hoạt chất từ nguyên liệu thực vật 27

2.5.3 Nghiên cứu cô đặc các dịch trích ly từ thực vật và nước quả 28

2.5.4 Nghiên cứu sấy phun dịch trích ly từ thực vật và nước quả 29

2.6 Tổng quan sản phẩm dạng cao……….……… 29

2.7 Tổng quan sản phẩm trà hòa tan……….……… 30

2.8 Tổng quan về các thử nghiệm lâm sàng dịch trích thảo dược trên động vật thí nghiệm……… 31

2.9 Tổng quan về một số chất phụ gia sử dụng trong chế biến………33

2.9.1 Carboxymethyl cellulose (CMC)……… 33

2.9.2 Maltodextrin……… 34

2.9.3 Gum arabic………34

2.9.4 Gum carrageenan……… 35

2.9.5 Gum xanthan……… 36

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

3.1 Phương tiện nghiên cứu 37

3.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 37

3.1.2 Nguyên vật liệu và trang thiết bị sử dụng 37

3.2 Phương pháp nghiên cứu 38

3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 38

3.2.2 Nội dung nghiên cứu 40

3.2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thu hoạch và xử lý sau thu hoạch đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dòi 40

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của mùa vụ trồng và thời điểm thu hoạch đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học 40

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy/phơi và kích thước nguyên liệu đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học 41

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của hàm ẩm và kích thước nguyên liệu đến sự thay đổi hàm lượng các hợp chất sinh học theo thời gian bảo quản 42

3.2.2.2 Nghiên cứu chế biến sản phẩm dạng cao lỏng và bột hòa tan từ cây thuốc dòi……… ………43 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện trích ly đến hàm lượng

các hợp chất có hoạt tính sinh học 43

Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của việc bổ sung acid citric,

carboxymethyl cellulose (CMC) và oBrix của dung dịch đến giá trị cảm quan và hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học 44

Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình cô đặc chân không đến

giá trị cảm quan và hàm lượng các hợp chất sinh học 46

Thí nghiệm 7: Khảo sát ảnh hưởng của loại gum, tỷ lệ maltodextrin và tỷ lệ

gum bổ sung đến các tính chất lý hóa của sản phẩm 47

Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy phun và mức độ đòng

nhập liệu đến giá trị cảm quan, chất lượng sản phẩm 48

Thí nghiệm 9: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ đường sucrose và acid

ascorbic phối trộn đến giá trị cảm quan của sản phẩm 49 Theo dõi sự thay đổi hàm lượng các hợp chất sinh học của sản phẩm cao lỏng và bột hòa tan trong quá trình bảo quản………50

3.2.2.3 Phân tích thành phần hóa sinh học, các đặc tính chức năng và khả năng thương mại hóa của sản phẩm……… 51

3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu và phân tích các chỉ tiêu 57 3.2.3.1 Phương pháp xử lý số liệu 57 3.2.3.2 Phương pháp phân tích động học sự phân hủy các hợp chất sinh học trong quá trình sấy và cô đặc 58 3.2.3.3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu……… 59

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 61

4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thu hoạch và xử lý sau thu hoạch đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dòi 61 4.1.1 Ảnh hưởng của mùa vụ trồng và thời điểm thu hoạch đến các thành phần chống oxy hóa trong cây thuốc dòi 61 4.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy/phơi và kích thước nguyên liệu đến sự khử nước và các đặc tính chất lượng của cây thuốc dòi 66 4.1.3 Ảnh hưởng của thời gian bảo quản đến sự thay đổi hàm lượng các hợp chất sinh học trong nguyên liệu thuốc dòi khô 78 4.2 Nghiên cứu chế biến sản phẩm từ cây thuốc dòi……….81 4.2.1 Ảnh hưởng của điều kiện trích ly đến hàm lượng các hợp chất sinh học,

độ hấp thu màu Abs và chất khô hòa tan trong dịch trích ly 81 4.2.2 Ảnh hưởng của quá trình phối chế chất điều vị và tạo độ nhớt đến hàm lượng các hợp chất sinh học và giá trị cảm quan của sản phẩm 88

4.2.3 Ảnh hưởng của quá trình cô đặc chân không đến hàm lượng các hợp chất

có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan của sản phẩm 98

4.2.4 Ảnh hưởng của quá trình phối chế chất mang đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm 110

4.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện sấy phun đến hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm 116

4.2.6 Ảnh hưởng của quá trình phối chế đường và acid ascorbic đến giá trị cảm quan và mức độ chấp nhận của sản phẩm 122

4.2.7 Sự thay đổi hàm lượng các hợp chất sinh học trong sản phẩm cao lỏng và bột hòa tan trong quá trình bảo quản……… 125

4.3 Phân tích thành phần hóa sinh học, xác định các đặc tính chức năng và khả năng thương mại hóa của sản phẩm……… 127

4.3.1 Phân tích thành phần hóa sinh học và xác định khả năng chống oxy của sản phẩm 127

4.3.2 Bước đầu khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với hai sản phẩm mới 131

4.3.2.1 Thông tin chung về người tiêu dùng được điều tra 131

4.3.2.2 Kết quả điều tra về sản phẩm cao lỏng 134

4.3.2.3 Kết quả điều tra về sản phẩm bột hòa tan 137

4.3.3 Thử nghiệm khả năng kháng khuẩn đường hô hấp và tác dụng trị ho của sản phẩm 140

4.3.3.1 Kết quả khảo sát hoạt tính kháng khuẩn 140

4.3.3.2 Khảo sát độc tính cấp đường uống 142

4.3.3.3 Khảo sát tác dụng long đàm 143

4.3.3.4 Khảo sát tác dụng ức chế ho 144

4.3.4 Tính hiệu suất thu hồi các hợp chất sinh học và dự toán chi phí sản xuất cao thuốc dòi và bột hòa tan………146

4.3.4.1 Tính hiệu suất thu hồi các hợp chất có hoạt tính sinh học…… 146

4.3.4.2 Dự tính chi phí sản xuất cao và bột thuốc dòi……….147

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 149

5.1 Kết luận 149

5.2 Kiến nghị 150

TÀI LIỆU THAM KHẢO 151

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1: Nhân tố và các mức độ khảo sát của thí nghiệm trích ly 43

Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm theo mô hình phức hợp trung tâm 44

Bảng 3.3: Nhân tố và các mức độ khảo sát của thí nghiệm phối chế 45

Bảng 3.4: Các nhân tố và mức độ khảo sát của thí nghiệm cô đặc 46

Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm cô đặc theo mô hình phức hợp trung tâm 46

Bảng 3.6: Nhân tố và mức độ khảo sát của thí nghiệm phối chế chất mang 48

Bảng 3.7: Nhân tố và các mức độ khảo sát của thí nghiệm sấy phun 49

Bảng 3.8: Bố trí thí nghiệm phối trộn 50

Bảng 3.9: Phương pháp phân tích và đánh giá các chỉ tiêu thu nhận 60

Bảng 4.1: Hàm lượng các hợp chất sinh học trong cây thuốc dòi theo mùa vụ trồng và thời gian thu hoạch khác nhau 62

Bảng 4.2: Chiều cao cây thuốc dòi và khả năng chống oxy hóa của dịch trích ly ethanol theo mùa vụ trồng và thời gian thu hoạch 64

Bảng 4.3: Các phương trình đường cong sấy cây thuốc dòi theo nhiệt độ khác nhau 67

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ và kích thước nguyên liệu đến hàm lượng

các hợp chất sinh học trong cây thuốc dòi khô 69

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ và kích thước nguyên liệu lên khả năng chống oxy hóa của dịch trích ly từ cây thuốc dòi khô 70

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ và kích thước nguyên liệu lên giá trị màu sắc của bột thuốc dòi sau khi sấy 73

Bảng 4.7: Hằng số tốc độ phân hủy các hợp chất sinh học và năng lượng hoạt hóa của các mẫu thuốc dòi với những điều kiện sấy khác nhau 77

Bảng 4.8: Các mô hình hồi quy để dự đoán sự tổn thất hàm lượng các hợp chất sinh học trong các mẫu thuốc dòi sau 12 tháng bảo quản 81

Bảng 4.9: Các phương trình hồi quy để dự đoán cho các hàm mục tiêu theo các thông số trích ly 85

Bảng 4.10: So sánh giá trị kiểm định và suy đoán từ mô hình tối ưu hóa 88

Bảng 4.11: Các phương trình hồi quy dự đoán sự thay đổi các đặc tính hóa lý của sản phẩm theo hàm lượng acid citric, đường và CMC bổ sung khác nhau 92

Bảng 4.12: Phân tích độ sai lệch của phương trình (2) 96

Bảng 4.13: Kiểm định Likelihood của phương trình (2) 97

Bảng 4.14: Các phương trình hồi quy dự đoán cho hàm lượng các hợp chất sinh học, hàm ẩm và kích thước hạt theo áp suất và thời gian cô đặc 103

Bảng 4.15: So sánh giá trị kiểm định và suy đoán từ mô hình tối ưu hóa 105

Bảng 4.16: Hằng số tốc độ phân hủy các hợp chất sinh học và năng lượng hoạt

hóa của các mẫu thuốc dòi với những điều kiện cô đặc khác nhau 107

Bảng 4.17: Mô tả một số đặc tính cảm quan của các mẫu sản phẩm sau khi cô đặc với độ chân không và thời gian khác nhau 109

Bảng 4.18: Đặc tính lý hóa và hàm lượng các hợp chất sinh học trong sản phẩm bột thu được tối ưu từ mô hình dự đoán 111

Bảng 4.19: So sánh hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học dự đoán từ mô hình và phân tích kiểm định 111

Bảng 4.20: Hàm lượng các hợp chất sinh học của các mẫu sản phẩm với loại gum thêm vào khác nhau 112

Bảng 4.21: Hoạt động chống oxy hóa của 3 mẫu bột với 3 loại gum khác nhau 113 Bảng 4.22: Màu sắc của các mẫu sản phẩm với loại gum bổ sung khác nhau 115

Bảng 4.23: Các phương trình hồi quy dự đoán cho hàm lượng các hợp chất sinh học và đặc tính vật lý của sản phẩm theo nhiệt độ sấy phun và tốc độ dòng nhập liệu 119

Bảng 4.24: Kiểm định kết quả của chế độ sấy phun tối ưu về nhiệt độ và vòng bơm 121

Bảng 4.25: So sánh sự khác biệt thuộc tính lý hóa của các mẫu bột thuốc dòi hòa tan trong nước sau khi phối chế đường và acid ascorbic 122

Bảng 4.26: Phân tích độ sai lệch của phương trình (3) 123

Bảng 4.27: Kiểm định sự tương thích (Likelihood) 124

Bảng 4.28: Thành phần hóa học, kim loại nặng và vi sinh vật của sản phẩm 128

Bảng 4.29: Phân tích hoạt động khử gốc tự do DPPH của sản phẩm và chất chuẩn 129

Bảng 4.30: Đánh giá khả năng khử sắt (FRAP) và chỉ số chống oxy hóa (AAI) của sản phẩm và chất chuẩn 130

Bảng 4.31: Thống kê số lượng người tiêu dùng được điều tra phân theo giới tính và nghề nghiệp 131

Bảng 4.32: Kết quả định tính hoạt tính kháng khuẩn của 2 mẫu thử 140

Bảng 4.33: MIC của 2 mẫu thử trong điều kiện khảo sát……… 141

Bảng 4.34: Kết quả đánh giá các hành vi của chuột trong 14 ngày khảo sát sau khi uống các mẫu cao chiết và bột chiết sấy phun từ thuốc dòi ở liều Dmax 142

Bảng 4.35: Liều lựa chọn cho các thử nghiệm dược lý 143

Bảng 4.36: Kết quả đánh giá phần trăm tăng tiết đỏ phenol của nhóm chuột bình thường 143

Bảng 4.37: Kết quả đánh giá phần trăm tăng tiết đỏ phenol (%) của nhóm chuột được gây mô hình ho bằng capsaicin 144

Bảng 4.38: Kết quả đánh giá tiềm thời xuất hiện triệu chứng ho của nhóm chuột được gây mô hình ho bằng capsaicin 145

Bảng 4.39: Kết quả đánh giá số lần khịt mũi và chải lông vùng mõm của

nhóm chuột được gây mô hình ho bằng capsaicin 145

Bảng 4.40: Kết quả đánh giá số lần nhảy do kích thích mạnh của nhóm chuột

được gây mô hình ho bằng capsaicin 145

Bảng 4.41: Hiệu suất thu hồi các hợp chất sinh học trong cây thuốc dòi qua

các giai đoạn nghiên cứu và thu hồi sản phẩm ……… 146

Bảng 4.42: Dự trù kinh phí nguyên vật liệu sản xuất sản phẩm thuốc dòi 148

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Cây thuốc dòi (a) thân tím đỏ và (b) thân xanh……….5

Hình 2.2: Hình dạng lá, thân và hoa cây thuốc dòi 6

Hình 2.3: Cơ chế làm gia tăng phức càng cua của cyanidin với sự hiện diện

của đồng và acid ascorbic……… 15

Hình 2.4: Cơ chế của sự làm ổn định gốc cyanidin semiquinone………… 15

Hình 2.5: Cơ chế hoạt động khử nhóm NO3- của pelargonidin……… 16

Hình 2.6: Cơ chế hoạt động loại khử nhóm O2  - của quercetin……… 16

Hình 2.7: Cơ chế phá hủy DNAcủa phức quercetin-đồng……… 17

Hình 2.8: Cơ chế phản ứng của acid tannic dựa vào sự khử muối kim loại Các

nhóm phenolic trong phân tử acid tannic bị oxy hóa thành quinone… 17

Hình 2.9: Cơ chế hoạt động loại khử gốc tự do bằng chuyển hydrogen… 18

Hình 2.10: Cơ chế hoạt động loại khử gốc tự do bằng chuyển electron…… 18

Hình 2.11: Cơ chế hoạt động loại khử gốc tự do bằng chuyển electron…… 18

Hình 3.1: Sơ đồ nghiên cứu 38

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình nghiên cứu chế biến bột hòa tan thuốc dòi………39

Hình 3.3: Sơ đồ quy trình nghiên cứu chế biến cao thuốc dòi………39

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn năng suất thu hoạch trung bình (a, b) và hàm ẩm

(c, d) cây thuốc dòi theo thời gian sinh trưởng và mùa vụ trồng……… 65

Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn sự giảm ẩm của nguyên liệu thuốc dòi trong quá

trình sấy ở dạng (a) nguyên cây-NC và (b) cắt khúc-CK……….66

Hình 4.3: Đồ thị Logarit của tỷ lệ hàm lượng anthocyanin dạng nguyên cây (a) và

cắt khúc (a’); flavonoid (b, b’); polyphenol (c, c’) và tannin (d, d’) của mẫu sấy ở

các điều kiện khác nhau so với ban đầu trước khi sấy (mg/g DM) 76

Hình 4.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hằng số tốc độ phân hủy anthocyanin

(a); flavonoid (b); polyphenol (c) và tannin (d) ở dạng nguyên cây () và cắt khúc

( ) của các mẫu vào nhiệt độ với các điều kiện sấy khác nhau 78

Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn sự tổn thất hàm lượng anthocyanin (a), flavonoid

(b), polyphenol (c) và tannin (d) của các mẫu sau 12 tháng bảo quản 79

Hình 4.6: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của anthocyanin (a), flavonoid

(b), polyphenol (c’) và tannin (d) theo các nhân tố trích ly khác nhau (trong đó có một nhân tố được giữ ở điểm trung tâm) 83

Hình 4.7: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của độ hấp thu Abs (a) và chất

khô hòa tan (b) theo các nhân tố trích ly khác nhau (trong đó có một nhân tố

Hình 4.8: Đồ thị thể hiện sự tương thích giữa số liệu thực nghiệm và dự đoán

của các mô hình cho anthocyanin (a), flavonoid (b), polyphenol (c), tannin (d),

độ hấp thu màu Abs (e) và chất khô hòa tan (f) 86

Hình 4.9: Đồ thị contour thể hiện sự tối ưu hóa đồng thời nhiều bề mặt đáp

ứng (độ hấp thu Abs, anthocyanin, chất khô hòa tan, flavonoid, polyphenol và

tannin) theo nhiệt độ và thời gian (a), theo nhiệt độ và tỷ lệ nước/thuốc dòi (b)

(trong đó có 1 nhân tố được cố định ở điểm tâm) 87

Hình 4.10: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của anthocyanin (a), flavonoid

(b), polyphenol (c) và tannin (d) theo hàm lượng đường sucrose, CMC và acid

citric khác nhau (trong đó có 1 nhân tố được cố định ở điểm tâm) 89

Hình 4.11: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của giá trị L (a), E (b) và NEB

(c) theo hàm lượng đường sucrose, CMC và acid citric khác nhau (trong đó có 1 nhân tố được cố định ở điểm tâm)………91

Hình 4.12: Đồ thị biểu diễn sự tương thích giữa giá trị dự đoán từ mô hình và giá trị

thực nghiệm của anthocyanin (a), flavonoid (b), polyphenol (c), tannin (d), độ khác

màu tổng E (e), chỉ số hóa nâu không enzyme NEB (f) và giá trị L (g) 93

Hình 4.13: Đồ thị contour thể hiện sự tối ưu hóa đồng thời nhiều bề mặt đáp

(anthocyanin, tannin, polyphenol, flavonoid, chỉ số NEB, delta E và giá trị L)

theo nồng độ CMC, đường (Brix) (a), CMC và acid citric (b) (trong đó có 1 nhân tố được cố định ở điểm tâm) 94

Hình 4.14: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hoạt độ nước (a), độ nhớt (b), chất

khô hòa tan oBrix (c) và giá trị pH (d) của các mẫu theo tỷ lệ Acid citric-Đường-CMC bổ sung khác nhau 95

Hình 4.15: Tương quan giữa tỷ số khả dĩ với oBrix và CMC (a) và acid citric

và oBrix (b) của sản phẩm nước thuốc dòi cô đặc, trong đó có một nhân tố

được giữ ở điểm tâm 97

Hình 4.16: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của anthocyanin (a), flavonoid (b),

polyphenol (c) và tannin (c) theo áp suất và thời gian cô đặc chân không 99

Hình 4.17: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của giá trị L (a), chỉ số hóa nâu NEB

(b) và độ khác màu (delta E) theo áp suất và thời gian cô đặc chân không 101

Hình 4.18: Đồ thị biểu diễn sự tương thích giữa giá trị dự đoán từ mô hình và

giá trị thực nghiệm của anthocyanin (a), flavonoid (b), polyphenol (c), tannin

(d), giá trị L (e), độ khác màu E (f) và chỉ số hóa nâu NEB (g) 102

Hình 4.19: Đồ thị contour thể hiện sự tối ưu hóa đồng thời nhiều bề mặt đáp

ứng (polyphenol, flavonoid, tannin, anthocyanin, chỉ số hóa nâu (NEB), giá trị

L và độ khác màu (E) theo áp suất và thời gian cô đặc khác nhau 103

Hình 4.20: Đồ thị biểu diễn độ brix (a), độ nhớt (b), hoạt độ nước (c) và pH

(d) của các mẫu sản phẩm với áp suất và thời gian cô đặc khác nhau 104

Hình 4.21: Đồ thị Logarit của tỷ lệ hàm lượng anthocyanin (a), flavonoid (b),

polyphenol (c) và tannin (d) của các mẫu so ở các điều kiện cô đặc

khác nhau so với ban đầu 106

Hình 4.22: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hằng số tốc độ phân hủy

anthocyanin (a), flavonoid (b), polyphenol (c) và tannin (d) của các mẫu vào

nhiệt độ với các điều kiện cô đặc khác nhau 107

Hình 4.23: Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình về màu sắc, mùi vị, trạng thái và mức độ ưa thích của 3 mẫu (M1: 550-30; M2: 600-35 và M3: 600-40) 109

Hình 4.24: Đồ thị biểu diễn kích thước hạt (a), hàm ảm (b), hoạt độ nước (c) và chỉ số hóa nâu NEB (d) theo loại gum phối chế khác nhau 113

Hình 4.25: Hình chụp SEM của các mẫu bột sấy phun với các loại gum khác nhau 114

Hình 4.26: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của anthocyanin (a), flavonopid (b), polyphenol (c) và tannin (d) theo nhiệt độ sấy và tốc độ dòng nhập liệu 117

Hình 4.27: Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour của kích thước hạt (a), hàm ẩm (b), chỉ số hóa nâu NEB (c) và giá trị a (d) theo nhiệt độ và tốc độ dòng nhập liệu 118

Hình 4.28: Đồ thị biểu diễn sự tương thích giữa giá trị dự đoán từ mô hình và giá trị thực nghiệm của anthocyanin (a), flavonoid (b), polyphenol (c), tannin (d), hàm ẩm (e), kích thước hạt (f), chỉ số NEB (g) và giá trị a (h) 120

Hình 4.29: Đồ thị contour thể hiện sự tối ưu hóa đồng thời nhiều bề mặt đáp ứng (anthocyanin, flavonoid, polyphenol, tannin, kích thước hạt, hàm ẩm, chỉ số NEB, giá trị a theo tốc độ dòng nhập liệu và nhiệt độ sấy phun khác nhau 121

Hình 4.30: Đồ thị bề mặt đáp ứng tối ưu tỷ lệ đường và acid ascorbic bổ sung

theo tỷ số khả dĩ (Odd) 124

Hình 4.31: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hàm lượng anthocyanin (a, b), flavonoid (c, d), polyphenol (e, f) và tannin (i, j) của mẫu cao và bột theo thời gian bảo quản……… 126

Hình 4.32: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi hoạt độ nước (a) và chỉ số hóa nâu không enzyme NEB (b) của mẫu cao và bột hòa tan thuốc dòi theo thời hian bảo quản……….127

Hình 4.33: Sản phẩm cao lỏng và bột hòa tan thuốc dòi……… 128

Hình 4.34: Tỷ lệ phần trăm về nhóm tuổi (a) và trình độ học vấn (b) của người

tiêu dùng được điều tra 132

Hình 4.35: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng quan tâm nhất khi quyết định mua một sản phẩm nước uống mới 133

Hình 4.36: Tỷ lệ phần trăm về mức độ sử dụng nước uống từ thảo mộc hay rau củ quả của người tiêu dùng được điều tra 133

Hình 4.37: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng có thấy sản phẩm nước uống từ cây thuốc dòi trên thị trường chưa ? 133

Hình 4.38: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về mùi của sản phẩm nước uống từ cao lỏng thuốc dòi 135

Hình 4.39: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về vị của sản phẩm nước uống từ cao lỏng thuốc dòi 135

Hình 4.40: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về màu

sắc của sản phẩm nước uống từ cao lỏng thuốc dòi 135

Hình 4.41: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức chất lượng của sản

phẩm nước uống pha từ cao lỏng thuốc dòi 136

Hình 4.42: Tỷ lệ phần trăm mức độ người tiêu dùng chấp nhận giá thành sản

phẩm cao lỏng thuốc dòi là 30.000 đồng/keo 250 ml 136

Hình 4.43: Tỷ lệ phần trăm mức độ sẵn lòng mua sản phẩm của người tiêu

dùng khi sản phẩm xuất hiện trên thị trường 136

Hình 4.44: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về mùi

của sản phẩm nước uống từ bột thuốc dòi sấy phun 138

Hình 4.45: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về vị

của sản phẩm nước uống từ bột thuốc dòi sấy phun 138

Hình 4.46: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức độ ưa thích về màu

sắc của sản phẩm nước uống từ bột thuốc dòi sấy phun 138

Hình 4.47: Tỷ lệ phần trăm người tiêu dùng đánh giá mức chất lượng của sản

phẩm nước uống pha từ bột thuốc dòi sấy phun 139

Hình 4.48: Tỷ lệ phần trăm mức độ người tiêu dùng chấp nhận giá thành sản

phẩm bột thuốc dòi sấy phun là 30.000 đồng/hộp 100g 139

Hình 4.49: Tỷ lệ phần trăm mức độ sẵn lòng mua sản phẩm của người tiêu

dùng khi sản phẩm hiện diện trên thị trường 139

Hình 4.50: Sản phẩm trà hòa tan từ cà gai leo công ty Thăng Long……… 148

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AAI – Antioxidant ability index

ABTS – 2,2’-azinobis-3-ethyl benzothiazoline-6-sulfonic AGP – Arabinogalactan protein

ATP – Adenosine triphosphate

B1 – Mẫu bột nghiền 1

B2 – Mẫu bột nghiền 2

BHA – Butylated hydroxyanisole

BHT – Butylated hydroxytoluene

CB-CNV – Cán bộ công nhân viên

CCD – Central composite design

DHHDP – Dehydroxyl hexahydroxy diphenic

ĐKVK – Đường kính vòng vô khuẩn

DM – Dry material/ Dry matter

DMSO – Dimethyl sulfoxide

DNA – Deoxynucleotide acid

GAE – Gallic acid equivalent

GRAS – Generally recognized as safe

HAT – Hydrogen atom transfer

HHDP – Hexahydroxy diphenic

MHA – Mueller Hinton Agar

MHB – Mueller Hinton Broth

MIC – Minimum Inhibitory Concentration

NC – Nguyên cây

NEB – Non-enzymatic browning

NLĐ-BB – Người lao động và buôn bán

ORAC – Oxygen radical absorbance capacity

QE – Quercetin equivalent

RMSL – Root mean square error divided by scale lengh ROS – Reactive oxygen species

RSM – Response surface methodology

SEM – Scanning electron microscope

SV-HS – Sinh viên và học sinh

TAC – Total antioxidant capacity

TAE – Tannic acid equivalent

TB – Trung bình

TCVN – Tiêu chuẩn Việt Nam

TEAC – Trolox equivalent antioxidant capacity

TPTZ – 2,4,6-tripyridyl-s-triazine

TRAP – Total peroxyl radical trapping antioxidant parameter

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam là một trong những quốc gia có nguồn tài nguyên động thực vật phong phú và đa dạng Theo Viện Dược liệu, hiện nay Việt Nam đã xác định được 3.948 loài cây thuốc và phần lớn được sử dụng theo kinh nghiệm

dân gian (Nguyễn Thượng Dong, 2006) Trong đó, cây thuốc dòi (Pouzolzia

zeylanica L Benn) phát triển tốt trong điều kiện khí hậu Việt Nam Ở khu vực

Đồng bằng sông Cửu Long, cây thuốc dòi được người dân trồng xen canh trong các vườn cây ăn trái và được bày bán tại các chợ truyền thống trong khu vực với giá thành rẻ Thường cây thuốc dòi tươi được sử dụng như một loại rau ăn sống hoặc nấu canh, hay xay làm nước uống hoặc nấu thành nước mát cùng với các nguyên liệu khác như lá dứa, mía lau, rễ tranh, râu bắp, mã đề Theo Đông y, cây thuốc dòi có vị ngọt, đắng nhạt, tính mát; có tác dụng trị khát, tiêu đờm, lợi tiểu, tiêu viêm, rút mủ Cây có thể sử dụng ở dạng tươi hay phơi hoặc sấy khô dùng để sắc hay nấu thành cao chữa bệnh ho lâu năm,

ho lao, và viêm họng với cách sử dụng riêng hoặc phối hợp với các vị thuốc khác Có nơi cây thuốc dòi còn được sử dụng làm thuốc mát và thông tiểu, thông sữa, lá được giã nát dùng chữa sâu răng (Võ Văn Chi, 2012) Ngoài ra, nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố cho thấy cây thuốc dòi có chứa nhiều hợp chất sinh học quý như phyllanthin, methyl stearate, isovitexin, vitexin, quercetin, alkaloids, glycosides, polyphenol, tannin, flavonoids, carotenoid, acid ascorbic, acid pectic, gum và khoáng Dịch trích ly từ cây thuốc dòi có khả năng loại trừ các gốc tự do, chống oxy hóa, kháng khuẩn và

kháng nấm (Lê Thanh Thủy, 2007; Li et al., 2011; Saha and Paul, 2012a và

2012b; Paul and Saha, 2012; Saha et al., 2012)

Người dân ở các nước châu Á cũng sử dụng cây thuốc dòi để chữa rất

nhiều bệnh như đái tháo đường (Mondal et al., 2013); bệnh ung thư (Sandhya et

al., 2013); các bệnh tổn thương về mắt (Purkayastha et al., 2007); trị bệnh ngứa,

bệnh kiết lỵ và bệnh tiêu chảy ở trẻ nhỏ (Bhattacharjya and Borah, 2008); bệnh đau dạ dày, phòng ngừa phóng xạ và khẳng định giá trị chữa bệnh là hợp chất polyphenol có trong lá (Li, 2006) Ngày nay trong y học, cây thuốc dòi còn được kết hợp với những vị thuốc khác có khả năng chống lại tế bào ung thư; chống lại bệnh lao; tác dụng bổ phổi (Lê Thanh Thủy, 2007) Với những đặc tính tốt về dược lý, cây thuốc dòi có thể được xem là nguồn nguyên liệu cần thiết và quan trọng cho nghiên cứu để tạo ra các sản phẩm tiện ích cho người tiêu dùng với các tính năng có ích cho sức khỏe

Các nghiên cứu trong và ngoài nước (Li, 2006; Lê Thanh Thủy, 2007;

Purkayastha et al., 2007; Bhattacharjya and Borah, 2008; Li et al., 2011; Saha

and Paul, 2012a và 2012b; Paul and Saha, 2012; Saha et al., 2012; Mondal et

al., 2013; Sandhya et al., 2013) đã thực hiện trên cây thuốc dòi chủ yếu là xác

định cấu trúc các thành phần hóa học, thử nghiệm các hoạt tính chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm của dịch trích ly, cũng như thu thập các chứng

cứ điều trị bệnh của loài thực vật này trong dân gian

Nghiên cứu trồng và thu hoạch cây thuốc dòi, xác định hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học và giá trị sử dụng, chế biến cây thuốc dòi thành các sản phẩm thực phẩm tiện dụng hiện còn rất hạn chế hoặc chưa được thực hiện

Vì vậy, nghiên cứu xác định thời điểm thu hoạch, biện pháp làm khô, trích ly để thu nhận tối đa các hợp chất có hoạt tính sinh học từ cây thuốc dòi; ứng dụng công nghệ cô đặc chân không và sấy phun để chế biến ra hai sản phẩm (cao lỏng và bột hòa tan) là việc làm cần thiết, nhằm giới thiệu cho người tiêu dùng sản phẩm mới có giá trị gia tăng từ cây thuốc dòi, có thể sử dụng như một loại nước uống có khả năng phòng ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Xác định thời điểm thu hoạch và phương pháp xử lý sau thu hoạch thích hợp cho cây thuốc dòi nhằm thu nhận tối đa hàm lượng các hợp chất có hoạt chất sinh học và xây dựng quy trình sản xuất hai dạng sản phẩm (cao lỏng và bột hòa tan) chất lượng cao và có khả năng hỗ trợ sức khỏe

1.3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện với các nội dung chính như sau:

1.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình thu hoạch và xử lý sau thu hoạch đến hàm lượng các chất sinh học trong cây thuốc dòi

1.3.1.1 Ảnh hưởng của mùa vụ trồng và thời điểm thu hoạch đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học

1.3.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy/phơi và kích thước nguyên liệu đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học

1.3.1.3 Theo dõi sự thay đổi hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong quá trình bảo quản nguyên liệu thuốc dòi khô

1.3.2 Nghiên cứu chế biến sản phẩm từ cây thuốc dòi

1.3.2.1 Ảnh hưởng của điều kiện trích ly đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong dịch trích ly

1.3.2.2 Ảnh hưởng của quá trình phối chế chất điều vị đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan của sản phẩm cao lỏng 1.3.2.3 Ảnh hưởng của quá trình cô đặc chân không đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan của sản phẩm cao lỏng

1.3.2.4 Ảnh hưởng của quá trình phối chế chất mang đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm bột hòa tan

1.3.2.5 Ảnh hưởng của điều kiện sấy phun đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong sản phẩm bột hòa tan

1.3.2.6 Ảnh hưởng của quá trình phối chế đường sucrose và acid ascorbic đến giá trị cảm quan của sản phẩm bột hòa tan

1.3.2.7 Theo dõi sự thay đổi hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong quá trình bảo quản sản phẩm bột và cao thuốc dòi

1.3.3 Phân tích thành phần hóa sinh học, các đặc tính chức năng và khả năng thương mại hóa của sản phẩm

1.3.3.1 Phân tích thành phần hóa lý và vi sinh vật của hai sản phẩm 1.3.3.2 Xác định hoạt động chống oxy của hai sản phẩm bằng các phương pháp (DPPH, FRAP và AAI)

1.3.3.3 Thử nghiệm độc tính cấp đường uống, khả năng kháng khuẩn đường hô hấp, tác dụng long đàm và ức chế ho của hai sản phẩm

1.3.3.4 Bước đầu khảo sát mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm cao và bột thuốc dòi

1.3.3.5 Tính hiệu suất thu hồi các chất có hoạt tính sinh học và dự toán chi phí sản xuất sản phẩm bột và cao thuốc dòi

1.4 Ý nghĩa của luận án

Qua quá trình tổng quan tài liệu sẽ cung cấp thêm các thông tin hữu ích

về tác dụng trị bệnh của cây thuốc dòi từ lâu đã được sử dụng theo phương pháp truyền thống ở Việt Nam và các nước châu Á mà cho đến nay nhiều người dân có thể chưa biết

Đề xuất được quy trình thu hoạch và xử lý sau thu hoạch thích hợp cho cây thuốc dòi nhằm tạo nguồn nguyên liệu tốt cho quá trình chế biến

Chế biến thành công hai sản phẩm giá trị gia tăng (cao lỏng và bột hòa tan), góp phần nâng cao vị thế cây thuốc dòi, giải quyết đầu ra cho nguồn nguyên liệu, tăng thu nhập cho người trồng

Tạo ra hai sản phẩm tiện dụng, chứa nhiều hợp chất sinh học và có thể dùng như nước giải khát đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng trong việc phòng ngừa và hỗ trợ điều trị bệnh

Từ kết quả nghiên cứu có thể định hướng người dân trồng theo quy hoạch và thúc đẩy quá trình sản xuất chế biến các sản phẩm từ cây thuốc dòi

và có thể thương mại hóa sản phẩm, nhằm nâng cao đời sống kinh tế xã hội cho người dân trồng cây thuốc này ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

1.5 Điểm mới của luận án

Là một nghiên cứu tương đối toàn diện về cây thuốc dòi, từ công đoạn thu hoạch, sơ chế, đánh giá các chất có hoạt tính sinh học, tác dụng dược lý đến chế biến đa dạng các sản phẩm thực phẩm chất lượng cao, có khả năng hỗ trợ tốt cho sức khỏe và tiềm năng thương mại cao

Xác định được ảnh hưởng của quá trình thu hoạch (tuổi của cây, mùa thu hoạch), phương pháp làm khô (phơi hoặc sấy) và bảo quản đến hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dòi, từ đó đề xuất các khuyến cáo về thời điểm hoạch, kỹ thuật sơ chế, bao gói và tồn trữ thích hợp

Xác định được các thông số trích ly tối ưu (nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dung môi/nguyên liệu) để thu nhận tối đa các chất có hoạt tính sinh học (anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin) từ nguyên liệu thuốc dòi khô Xác định được ảnh hưởng của các chất phụ gia, chế độ công nghệ cô đặc chân không và sấy phun đến các đặc tính hóa lý và hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học trong quá trình chế biến tạo ra sản phẩm (cao lỏng và bột hòa tan) chất lượng cao từ dịch chiết cây thuốc dòi, để từ đó đề xuất được quy trình sản xuất sản phẩm

Đã tạo được 2 sản phẩm mới, đồng thời xác định được hoạt động chống

oxy hóa in vitro và khả năng kháng khuẩn đường hô hấp, tác dụng long đàm

và trị bệnh ho trên mô hình chuột thí nghiệm

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tổng quan về cây thuốc dòi

Cây thuốc dòi (bọ mắm, rau tía) có tên khoa học Pouzolzia zeylanica L Benn hay Pouzolzia indica Gaudich thuộc họ gai Urticaceae, tên tiếng Anh

Graceful Pouzolzsbush (Saha and Paul, 2012a; Võ Văn Chi, 2012) Hiện nay ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long cây thuốc dòi có 2 hai dạng: cây thuốc dòi thân xanh mọc tự nhiên và cây thuốc dòi thân tím đỏ được người dân trồng xen canh trong các vườn cây ăn trái (Hình 2.1)

Hình 2.1: Cây thuốc dòi (a) thân tím đỏ và (b) thân xanh

(Nguồn: http://faunaandfloraofvietnam.blogspot.com; đọc ngày 4/8/2015)

2.1.1 Phân loại thực vật

- Subkingdom Tracheobinonta – Vascular plants

- Superdivision Spermatophyta – Seed plants

(Nguồn: Saha and Paul, 2012a)

2.1.2 Nguồn gốc và sự phân bố

Theo Adhikari and Babu (2008) cây thuốc dòi có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới phía Nam châu Á Hiện nay, cây thuốc dòi có mặt ở nhiều nước châu Á, cụ thể như: China, Taiwan, India, Indonesia, Japan, Malaysia, Myanmar, Nepal, Papua New Guinea, Pakistan, Philippines, Sri Lanka, Thailand, Vietnam, Lào, Singapore, Brunei Darussalam, Bangladesh, Maldives, Polynesia, Yemen (Socotra); El Savodor, và một số nơi khác trên thế giới như South Africa, Mauritius, Autralia, United States (http://www.efloras.org/florataxon)

2.1.3 Đặc điểm thực vật và điều kiện sinh trưởng

Cây thuốc dòi là loài thân thảo sống nhiều năm, có cành mềm mọc trải

ra, hoặc thân đứng thẳng hướng lên, thân cao 4050 cm tới 90 cm, nham nhám

và có lông sát Lá mọc so le, có khi mọc đối, có lá kèm Phiến lá nhỏ, hình mác, có ba gân gốc, có lông cả hai mặt Hoa nhỏ màu trắng, không cuống, mọc thành xim co ở nách lá; hoa đực có 4 nhụy có chỉ nhụy cong trong nụ hoa; hoa cái có vòi nhụy dài, trắng Quả hình trứng nhọn, màu hồng tím, có lông (Hình 2.2) Thuốc dòi là loại cây ưa sáng, mọc trong rừng hoặc ven rừng

ẩm, ở độ cao đến 1.500 m Cây ra hoa từ tháng 39, có quả từ tháng 510 Cây thường được trồng ở những nơi ẩm ở bờ các giếng nước và quanh vườn Cây thuốc dòi thích hợp với khí hậu châu Á, châu Phi, châu Mỹ và Australia (Lê Thanh Thủy, 2007; Võ Văn Chi, 2012)

Hình 2.2: Hình dạng lá, thân và hoa cây thuốc dòi

(Nguồn: http://faunaandfloraofvietnam.blogspot.com; đọc ngày 4/8/2015)

2.1.4 Công dụng trị bệnh của cây thuốc dòi

Cây thuốc dòi có thể thu hái quanh năm, nhưng tốt nhất vào cuối mùa khô Thường thu hoạch phần thân cây trên mặt đất, rửa sạch đem hái lấy đọt non làm rau ăn sống như các loại rau khác hoặc cắt nhỏ, phơi khô sử dụng dần Toàn cây được dùng làm thuốc, thường dùng để trị các bệnh: cảm ho hoặc ho lâu năm, viêm họng, bệnh về phổi, lỵ, viêm ruột, nhiễm trùng đường tiết niệu, bí tiểu tiện, đau răng, nấm da Dùng ngoài trị đinh nhọt, sâu răng, viêm mủ da, viêm vú, đụng giập Ở Ấn Độ, cây thuốc dòi dùng trị giang mai, bệnh lậu và khử nọc rắn; ở Malaysia, dịch lá tươi và nước sắc lá dùng uống cho lợi sữa khi có hiện tượng ngưng tiết sữa (Võ Văn Chi, 2012)

Một số bài thuốc: dùng 40 g thuốc dòi sắc uống hoặc nấu thành cao lỏng pha với mật ong uống mỗi ngày vài lần, mỗi lần từ 15÷20 mL để chữa ho lao hay ho lâu ngày; lấy lá cây nhai nuốt nước để chữa viêm họng, đau răng; dùng 30÷40 g cây sắc uống mỗi ngày để chữa tắc tia sữa, đái gắt, đái buốt (Lê Thanh Thủy, 2007) Để chữa đinh nhọt và viêm mủ da dùng thuốc dòi tươi, rau má, lá rau muống giã tươi đắp; chữa viêm vú dùng thuốc dòi, tử hoa địa dinh, phù dung, bồ công anh giã tươi đắp; chữa đụng giập dùng cây tươi giã

đắp, hoặc bột cây khô thấm rượu mà đắp bó; chữa sâu răng dùng cây tươi nấu nước súc miệng hoặc giã nát đắp vào chỗ răng đau (Võ Văn Chi, 2012)

Ngoài ra, ở một số quốc gia cây thuốc dòi còn sử dụng để chữa rất nhiều bệnh như người dân Ấn Độ sử dụng nước ép từ phần thân cây thuốc dòi 2

lần/ngày để chữa các bệnh tổn thương về mắt (Purkayastha et al., 2007); lá và

thân cây thuốc dòi giã nát và đắp vào chổ bị thương 1 đến 2 lần/ngày để trị bệnh ngứa hoặc lá và thân cây thuốc dòi được cuốn trong lá chuối đem hun nóng và nghiền lấy nước, phối chế thêm sữa dê uống 1 lần/ngày để trị bệnh kiết lỵ và bệnh tiêu chảy ở trẻ nhỏ (Bhattacharjya and Borah, 2008)

Bên cạnh đó, lá cây thuốc dòi cũng được người dân ở Đài Loan dùng để chữa trị bệnh đau dạ dày, phòng ngừa phóng xạ và khẳng định giá trị chữa bệnh là hợp chất polyphenol có trong lá (Li, 2006) Ở Bangadesh, người dân

sử dụng lá cây thuốc dòi giã nát đắp lên chỗ đau 2 giờ/một lần, ngày 2 lần

trong 7 ngày để trị các bệnh đơn giản như đau hoặc tổn thương cơ thể (Seraj et

al., 2013) Sikder et al (2013) cho thấy dịch trích ly methanol từ cây thuốc dòi

làm giảm cơn đau do tổn thương ngoài da ở chuột thí nghiệm ở liều lượng sử

dụng 400 mg/kg thể trọng Ở Thái Lan, theo nghiên cứu của U-Pratya et al

(2008) cho thấy dịch trích ly methanol từ các phần thân và lá của cây thuốc dòi ức chế được sự tăng nhanh tế bào NB4 và tế bào HT93A ở người

Ngày nay trong y học, cây thuốc dòi còn được kết hợp với những vị thuốc khác nhằm tạo ra những loại thuốc có công hiệu rõ rệt như khả năng

chống lại tế bào ung thư khi nấu cây thuốc dòi (Pouzolzia indica) với cây công chúa lá rộng (Camanga latifolia); chống lại bệnh lao một cách hiệu quả khi sắc cây thuốc dòi với cây long thảo dơi (Christia vespertillionis) Cao bổ phổi

do công ty cổ phần dược liệu TW2 sản xuất gồm cây thuốc dòi, bách bộ, thạch xương bồ, tinh dầu bạc hà, cam thảo, vỏ quýt, cát cánh Cao bổ phổi do công

ty cổ phần dược vật tư y tế Thái nguyên sản xuất, thành phần gồm cây thuốc dòi, mạch môn, bách bộ, cam thảo, trần bì, thạch xương bồ Ngoài ra, rễ cây thuốc dòi dùng giải độc, chống lại vi khuẩn, giải sốt và giúp quá trình mưng

mủ (thải chất độc) từ vết thương nhiễm trùng (Lê Thanh Thủy, 2007)

2.1.5 Một số nghiên cứu về cây thuốc dòi

Dịch chiết ethanol từ cây thuốc dòi có tác dụng kháng khuẩn mạnh đối với vi khuẩn bệnh đường hô hấp trên gia súc (Lê Thanh Thủy, 2007) Hai loại

sản phẩm thảo dược IAS1 gồm Androghraphis paniculata Burm.f Nees,

Tinospora crispa L Miers, Zingiber officinale Roscoe và IAS2 gồm Pouzolzia zeylanica L Benn, Tinospora crispa L Miers, Zingiber officinale Roscoe có

thể thay thế thuốc kháng sinh trong thức ăn để chống lại bệnh tiêu chảy và

thúc đẩy sự phát triển trên gà và heo (Lã Văn Kính, 2012) Dịch trích ly từ cây thuốc dòi có thể được ứng dụng vào công thức phối chế để sản xuất kem trị mụn trứng cá (Hung-Chen and Li, 2012) Ngoài ra, sản phẩm cao được chiết bằng ethanol từ cây bọ mắm và dây cóc không thể hiện độc tính qua đường uống ở liều dùng 10 g/kg thể trọng, thử nghiệm trên chuột sau một tháng không ảnh hưởng trên các thông số về huyết học (hồng cầu, bạch cầu, tiểu cầu, hemoglobin và hematocrit) và có tác dụng làm tăng thể trọng và tăng sự tiêu

thụ thực phẩm (Trần Mỹ Tiên và ctv., 2010)

Cao thuốc dòi trích ly bằng ether dầu hỏa và butanol có hoạt tính kháng

khuẩn khá mạnh trên Streptococcus haemolyticus, Staphylococcus aureus và

Escherichia coli Cao nước chỉ có hoạt tính kháng khuẩn mạnh trên Staphylococcus areus Cao cloroform không có hoạt tính kháng khuẩn; xác

định được 6 hợp chất trong cao ethter dầu hỏa, cao cloroform và cao butanol là phyllanthin, methyl stearat, β-sitosterol-3-O-β-D-glucopyranosid, vitexin, isovitexin và quercetin Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của vitexin

và isovitexin cho thấy cả hai hợp chất này có khả năng kháng khuẩn khá mạnh

ở nồng độ thử 1000 μg (Lê Thanh Thủy, 2007) Sarma and Dinda (2013) đã phân lập được 4 hợp chất từ dịch trích ly methanol của cây thuốc dòi đó là 7-β-hydroxy-3-oxo-28-dodecyl friedelan-28-oate, friedelin, mycricyl palmitate,

mycricylalcohol Theo Alam et al (2003) được trích dẫn bởi Lê Thanh Thủy

(2007) đã cô lập được isoflavone từ cao cloroform của cây thuốc dòi Thử nghiệm hoạt tính cho thấy có khả năng chống lại vi khuẩn gây bệnh đường

tiêu hóa Nồng độ nhỏ nhất để tiêu diệt 50% tế bào vi khuẩn Escherichia coli

là 32 g/mL Dịch trích ly thô ethanol từ cây thuốc dòi có chứa các thành phần alkaloids, glycosides, tanin và flavonoids, có hoạt tính cao trong quá trình ức chế sự phát triển của tế bào, nồng độ tối thiểu để ức chế 50% số tế bào là 6,1

g/mL và 90% số tế bào là 12,2 g/mL (Paul and Saha, 2012)

Dịch trích ly bằng 3 dung môi: acetone, ethyl acetate và ether dầu hỏa từ cây thuốc dòi có khả năng loại trừ các gốc tự do và chống oxy hóa; thể hiện khả năng chống oxy hóa mạnh hơn butylate hydroxytoluene (BHT) Trong đó, dịch trích từ ethyl acetate thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất trong điều kiện trích ly lạnh, có khuấy đảo và có sự tương quan giữa hàm lượng

phenol tổng với khả năng chống oxy hóa của các dịch trích ly (Li et al., 2011)

Dịch trích ly ethanol từ cây thuốc dòi ở nồng độ 1000 mg/mL có thể kháng vi

khuẩn Gram (+) và Gram (-) như Bacillus subtilis, Bacillus megaterium,

Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Shigella dysentariae, Salmonella typhi, mạnh nhất là trên Staphylococcus aureus và Escherichia coli (Saha et al., 2012) Theo Saha and Paul (2012b), dịch trích ly

bằng ethanol từ cây thuốc dòi cũng có hoạt tính kháng nấm với nồng độ 50

g/đĩa vùng ức chế rộng 726 mm, có tác dụng tốt nhất trên Aspergillus niger

2.2 Các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cây thuốc dòi

2.2.1 Hợp chất polyphenol

Polyphenol là hợp chất trao đổi bậc 2 từ thực vật được tổng hợp từ hai con đường chính là shikimate và acetate Các hợp chất polyphenol tự nhiên có rất nhiều dạng cấu trúc khác nhau, từ những hợp chất đơn giản chứa một vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl cho đến những hợp chất polymer có

độ phức tạp cao như tannin Phần lớn các polyphenol được liên kết với một hoặc nhiều nhóm đường, thường là glucose hoặc rutinose, tuy nhiên các đường galactose, rhamnose và arabinose cũng được tìm thấy Polyphenol còn liên kết với acid hữu cơ, lipid và phenol khác Polyphenol được chia thành nhiều nhóm dựa vào số vòng phenol mà chúng chứa và dựa vào cấu trúc phân tử mà gắn những vòng này với một phân tử khác Polyphenol được chia thành các nhóm chính: phenolic acid, flavonoid, stilbene và lignan (Pandey and Rizvi, 2009) Các hợp chất polyphenol có khả năng ức chế chất sinh ung thư, chất gây đột biến, chống oxy hóa và giảm đau, có tác dụng điều trị dự phòng và bảo vệ

cơ thể Polyphenol tan trong nước, vì phần lớn đều ở dạng kết hợp với đường như một glycoside và ở trong không bào Một số polyphenol có chứa gốc pyrocatechin hoặc pyrogallic nên chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa khử, phản ứng cộng và phản ứng ngưng tụ Polyphenol có tính acid nên dễ dàng phản ứng với dung dịch kiềm để tạo thành muối tan trong nước Polyphenol đóng vai trò như những kháng thể chống lại tác nhân gây bệnh; nhiều polyphenol có hoạt tính vitamin P nên có tác dụng làm bền thành mạch, hạn chế các hiện tượng chảy máu dưới da; còn là chất chống oxy hóa, dập tắt các quá trình tạo ra gốc tự do, tham gia điều biến hoạt động của enzyme, có tác dụng như chất kháng sinh, chống lại dị ứng, ngăn ngừa bệnh tiêu chảy, ung thư và viêm nhiễm (Đái Duy Ban, 2008; Pandey and Rizvi, 2009)

2.2.2 Hợp chất flavonoid

Flavonoid là hợp chất màu phổ biến nhất trong thực vật được tổng hợp bằng con đường phenylpropanoid; có trong tất cả các bộ phận của cây như: lá, quả, phấn hoa, rễ, gỗ; flavonoid được phân thành 6 phụ nhóm dựa vào tình trạng oxy hóa vòng pyran trung tâm, gồm flavonol, flavone, flavanone, flavanol, anthocyanin và isoflavone Sự khác nhau trong mỗi nhóm xuất phát

từ sự khác nhau số lượng và sự sắp xếp của nhóm hydroxyl, mức độ alkyl hóa hoặc sự glycoside hóa (Pandey and Rizvi, 2009)

Nhiều nghiên cứu đã cho thấy flavonoid có nhiều hoạt tính chữa bệnh như chống ung nhọt, viêm loét, đái tháo đường, dị ứng, lão hóa, oxy hóa; kích thích miễn dịch, kháng vi khuẩn, kháng nấm, hạn chế tổn thương gan, chống ung thư, u bướu và bảo vệ thành mạch, ảnh hưởng lên hoạt động của các enzyme oxy hóa khử lipoxyase, cyclooxyase, proteinkinase C, tyrosine kinase, trung hòa các gốc tự do có hại và bảo vệ oxy hóa màng tế bào và DNA, từ đó

có thể chống lão hóa và các bệnh thoái hóa như bệnh Alzheimer và Parkinson Phối hợp với vitamin C để tăng cường bảo vệ thành mạch máu và làm giảm sự chảy máu cam; có thể giúp phòng ngừa và trị bệnh đục thủy tinh thể, giảm các mối nguy bệnh tim mạch bằng cách làm giảm mức LDL cholesterol, ngăn chặn việc hình thành cục máu đông, ngăn chặn sự xơ vữa thành mạch máu Flavonoid còn được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm như tạo màu, vị, bảo vệ chống oxy hóa chất béo, bảo vệ các vitamin và enzyme trong thực

phẩm (Shohaib et al., 2011; Dmitrienko et al., 2012; Ho, 2012)

2.2.3 Hợp chất anthocyanin

Anthocyanin rất phổ biến trong tự nhiên, thuộc nhóm flavonoid, được tìm thấy trong hoa, trái, lá, thân, hạt và rễ của thực vật; có mặt ở hầu hết các loài thực vật, kể cả họ cây xương rồng, củ cải đường góp phần tạo nên màu sắc cho hoa, quả và một số thành phần khác của cây, tạo màu từ đỏ đến thẫm,

từ xanh đến hồng, từ vàng đến không màu, thậm chí tạo màu đen ở một số thực vật Anthocyanin không có mặt trong các loài động vật, thực vật biển hoặc vi sinh vật Anthocyanin là những mono hay diglycoside do gốc đường glucose, galactose, rhamnose kết hợp với gốc aglycon có màu gọi là anthocyanidol Khi thủy phân anthocyanin thu được đường và anthocyanidol Anthocyanin hòa tan trong nước, còn anthocyanidol thì không hòa tan trong

nước (Delgardo, 2000; Đặng Thị Thu và ctv., 2009)

Anthocyanin được sử dụng như những chất màu trong thực phẩm ở vùng

pH 3,5-5,5 Các anthocyanin xuất hiện phổ biến trong thực phẩm là cyanidin (Cy; 30%), delphinidin (Dp; 22%), pelargonidin (Pg; 18%), peonidin (Pn; 7,5%), malvidin (Mv; 7,5%) và petunidin (Pt; 5%) Trong đó cyanidin, delphinidin và pelargonidin là các anthocyanin không methyl hóa, được hiện diện trong tự nhiên nhiều hơn ba hợp chất anthocyanin được methyl hóa peonidin, malvidin và petunidin (Kannan, 2011) Các anthocyanin hòa tan tốt trong nước, màu sắc của các anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, các chất màu hiện diện và nhiều yếu tố khác Khi tăng số lượng nhóm OH trong vòng benzene thì màu càng xanh đậm Mức độ methyl hoá các nhóm OH ở trong vòng benzene càng cao thì càng màu đỏ Nếu nhóm OH

ở vị trí thứ 3 kết hợp với các gốc đường thì màu sắc cũng sẽ thay đổi theo số

lượng các gốc đường được đính vào nhiều hay ít Khi đun nóng lâu, các anthocyanin có thể bị phá huỷ và mất màu, đặc biệt là các anthocyanin của dâu tây, anh đào, củ cải đỏ Ngược lại, các anthocyanin của phúc bồn tử đen cùng trong điều kiện đó lại không bị thay đổi Khi gia nhiệt các chất màu đỏ dễ

dàng bị phá huỷ, còn chất màu vàng thì khó hơn (Đặng Thị Thu và ctv., 2009)

Các anthocyanin có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm; hoạt tính chống oxy hoá; khả năng thu dọn gốc tự do; hấp thụ tia cực tím; anthocyanin còn có nhiều tác dụng khác đã được công bố như: điều trị bệnh đái tháo đường, bệnh về thị giác, duy trì tính thấm của thành mạch, bảo vệ thành mạch, bảo vệ gan Anthocyanin có tác dụng điều trị các bệnh về tim, ung thư, viêm khớp (arthritis), tăng cường huyết quản, nuôi da, cân bằng sản xuất histamine

và những bệnh khác có liên quan đến gốc tự do (Đặng Thị Thu và ctv., 2009)

2.2.4 Hợp chất tannin

Một trong những khái niệm chính xác nhất về tannin được đưa ra bởi

Harvath (1981) “Tannin là hợp chất phenolic có trọng lượng phân tử cao, có

chứa các nhóm hydroxyl và các nhóm chức khác (như carboxyl) có khả năng

tạo phức với protein và các phân tử lớn khác trong môi trường đặc biệt”

Khái niệm tannin không bao gồm những chất phenol đơn giản hay gặp cùng với tannin, như acid gallic, các catechin, acid chlorogenic chúng được coi là các pseudotannin Tannin thường được chia thành hai nhóm chính: tannin thủy

phân và tannin ngưng tụ hay proanthocyanidin (Bele et al., 2010)

Tannin thủy phân (HT- hydrolized tannins) là các ester của đường hoặc polyol với nhiều phân tử acid phenolic Phân tử đường thường là glucose Acid phenolic có thể là acid gallic (gatotannin) hay acid hexahydroxydiphenic (HHDP) và dẫn xuất oxy hóa của nó là acid dehydroxylhexahydroxydiphenic (DHHDP), acid ellagic (ellagitannin) HT thường có hàm lượng thấp trong cây Khi thủy phân chúng tạo thành acid gallic, epigallic và đường

Tannin ngưng tụ (condensed tannins) còn được gọi là tannin pyrocatechic (Hình 2.5), tồn tại trong cây phổ biến hơn HT Chúng là các oligomer hay polymer của các đơn vị flavonoid nối với các sườn carbon C-C không bị cắt khi thủy phân, như catechin, epicatechin hoặc các chất tương tự Catechin có thể tồn tại ở dạng monomer nhưng không có tính chất thuộc da và không phải là tannin

Tannin là những hợp chất cấu tạo dựa trên acid tannic và acid gallic, rất phổ biến trong gỗ, vỏ thân, gỗ, quả, lá và rễ cây và chất sáp bề mặt của cây Tannin tồn tại trong không bào và tan trong nước tạo dung dịch keo, nhưng độ

tan được trong cồn và acetone Tannin phản ứng với sắt chloride và tủa với muối kim loại nặng, gelatin Tannin có thể tạo phức với protein, tinh bột,

cellulose, muối khoáng Tính chất của tannin thủy phân là bị thủy phân trong môi

trường acid nhẹ, kiềm nhẹ, nước nóng hay enzyme (tannase) tạo thành carbohydrate và acid phenolic Tannin ngưng tụ như pyrocatechic khó tan trong nước hơn pyrogallic và còn được gọi là flobatanin do dễ tạo thành chất màu đỏ dưới tác dụng của acid hoặc enzyme

Do khả năng tạo tủa với protein nên tannin có tác dụng chữa tiêu chảy, cũng như tác dụng chống chảy máu của các thuốc có hàm lượng tannin cao Tannin có thể kết tủa với kim loại nặng và alkaloid nên thường được dùng để chữa ngộ độc kim loại và alkaloid Tác dụng ức chế sinh ung thư của tannin chủ yếu do khả năng kết hợp của tannin với các chất gây ung thư Tannin ở nồng độ cao ức chế hoạt động của các enzyme, nhưng ở nồng độ thấp chúng thường kích thích hoạt tính của enzyme Các hợp chất tannin có tác dụng giảm đau tại chỗ do làm giảm tác dụng của đầu dây thần kinh trung ương (ức chế và diệt vi khuẩn); cầm máu do tác dụng làm se hệ mao mạch; có tác dụng chữa bệnh trĩ, viêm miệng và họng Tannin, đặc biệt là tannin thủy phân có hoạt tính sinh học thấp theo đường uống do có khả năng tạo phức với protein nên có độ tan thấp trong chất béo Tannin thủy phân tồn tại hầu như trong ruột ở độ pH trung tính và kiềm hơn là pH acid, mức độ thủy phân hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào hệ vi sinh vật trong ruột Acid gallic và epigallic có tác dụng độc đối với gan Sử dụng tannin với liều cao trong thời gian dài, có thể gây tổn thương cho gan (Nguyễn Thượng Dong, 2006; Đái Duy Ban, 2008)

2.3 Hoạt động chống oxy hóa của các hợp chất có hoạt tính sinh học

từ thực vật và phương pháp đánh giá

Trong y học, chất chống oxy hóa là các enzyme hoặc hợp chất hữu cơ mà

có khả năng chống lại sự phá hủy bởi sự oxy hóa trong các mô tế bào động vật Trong công nghiệp thực phẩm, chất chống oxy hóa được định nghĩa là những hợp chất tự nhiên hoặc tổng hợp mà có thể bảo vệ hoặc trì hoãn các ảnh hưởng có hại của oxy lên sản phẩm như dầu mỡ, xà phòng, cao su và thực phẩm (Aguirre and Borneo, 2013) Các chất chống oxy hóa được ghi nhận vì khả năng bảo vệ sức khỏe và giảm bớt mối nguy bệnh ung thư, tăng huyết áp

và bệnh tim mạch (Valko et al., 2007) Hoạt động của chất chống oxy hóa

trong thực vật đã được chứng minh bởi nhiều nhà khoa học, chúng có nhiều

trong các thực vật ăn được, đặc biệt trong rau gia vị và thảo mộc (Faujan et al.,

2009; Nanasombat and Teckchuen, 2009) Rau gia vị và thảo mộc chứa nguồn hợp chất phenolic tốt như flavonoids, phenolic acid và alcohols, stilbenes, tocopherols, tocotrienols; acid ascorbic và carotenoid mà đã được công bố và

cho thấy hoạt động chống oxy hóa tốt (Maizura et al., 2011) Số lượng lớn

thực vật trên toàn thế giới có khả năng chống oxy hóa mạnh và khả năng khử

gốc tự do (Sukantha et al., 2012) Vì thế, số lượng đầy đủ các chất chống oxy

hóa là điều cần thiết để ngăn cản sự phát triển của các gốc tự do và sự phá hủy oxy hóa trong cơ thể Thực vật là nguồn giàu hợp chất chống oxy hóa tự nhiên

có thể bổ sung cho cơ thể con người (Bhusari and Kumar, 2014)

Sự oxy hóa là sự chuyển điện tử từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, cần thiết trong quá trình trao đổi chất của chúng ta và sự sống hiếu khí nói chung, từ oxy là chất nhận điện tử ở lớp ngoài cùng trong hệ thống lớp điện tử

sẽ chuyển năng lượng ở dạng ATP Vấn đề này có thể nảy sinh các dòng điện

tử tạo ra các gốc tự do có nhóm oxy ở trung tâm xem như là nhóm oxy phản ứng (Reactive Oxy Species –ROS) bao gồm các gốc superoxide (O2-), peroxyl (ROO*), alkoxyl (RO*), hydroxyl (OH-) và nitric oxide (NO*) (Hamdoon, 2009) ROS có lẽ là rất có hại vì chúng có thể tấn công lipid của màng tế bào, protein trong các mô bào hoặc các enzyme, carbohydrate và DNA để làm thay đổi sự oxy hóa dẫn đến phá hủy màng tế bào, mất protein chức năng và phá hủy DNA Sự phá hủy oxy hóa này được xem là nguyên nhân chủ yếu của sự lão hóa và nhiều bệnh suy thoái như bệnh tim mạch, những hoạt động khác

thường của cơ thể và ung thư (Mohammad et al., 2011) Con người đã tạo ra

hệ thống chống oxy hóa để bảo vệ chống lại các gốc tự do Hệ thống này bao gồm một vài chất chống oxy hóa được sản sinh trong cơ thể và những chất

chống oxy hóa khác được thu nhận từ khẩu phần ăn (Mohammed et al., 2013)

Sự chống oxy hóa có liên quan tới hợp chất có thể trì hoãn hoặc ức chế

sự oxy hóa lên lipid và những phân tử khác bằng sự ức chế sự khởi xướng hoặc lan truyền chuỗi phản ứng oxy hóa và vì thế có thể ngăn chặn và sửa

chữa sự hư hỏng tế bào cơ thể bởi oxy (Tachakittirungrod et al., 2007) Việc

nâng cao sức khỏe sẽ có hiệu lực với các chất chống oxy hóa tự nhiên từ thực vật và nhóm cây gia vị thông qua việc bảo vệ cơ thể bằng cách trung hòa các ROS (Olanlokun and Akomolafe, 2013) Một vài nghiên cứu đã chứng minh các hợp chất như flavonoid, phenolic acid và tannin là những chất chống oxy

hóa có hiệu quả hơn vitamin C và vitamin E (Shi et al., 2010) Hoạt động

chống oxy hóa của các hợp chất phenolic chủ yếu là đặc tính oxy hóa khử, cho phép chúng đóng vai trò như là một tác nhân khử, chất cho hydro, để kết hợp

với oxy và tạo liên kết với kim loại (Pietta et al., 2009)

Thuật ngữ “hoạt động chống oxy hóa” và “khả năng chống oxy hóa” có ý nghĩa khác nhau: hoạt động chống oxy hóa đề cập tới động lực học phản ứng giữa một chất chống oxy hóa và chất tiền oxy hóa hoặc gốc khử, trong khi khả

chất oxy hóa thăm dò phản ứng với một chất chống oxy hóa Đo lường mức độ hoạt động chống oxy hóa và khả năng chống oxy hóa của thực phẩm được thực hiện để so sánh ý nghĩa của hàm lượng chất chống oxy hóa của thực phẩm để chuẩn đoán và trị bệnh suy yếu tế bào liên quan đến các bệnh thuộc lĩnh vực hóa sinh Một chất chống oxy hóa có thể được định nghĩa là “bất cứ phân tử mà khi hiện diện ở nồng độ thấp, so với phân tử oxy hóa, có thể trì hoãn hoặc ức chế sự oxy hóa đáng kể” Để rõ hơn, các chất chống oxy hóa được chia theo kiểu truyền thống thành 2 nhóm: các chất chống oxy hóa cắt chuỗi và các chất chống oxy hóa phòng ngừa Cơ chế cắt chuỗi: L* + AH 

LH + A*; LO* + AH  LOH + A*; LOO* + AH  LOOH + A*; Vì thế, gốc khởi nguồn (bằng phản ứng với gốc lipid) hoặc sự lan truyền (bằng phản ứng với gốc peroxyl hoặc alkoxyl) các bước được ngăn chặn Ngược lại các chất chống oxy hóa phòng ngừa làm chậm lại tốc độ oxy hóa, thí dụ như chuyển ion kim loại ở dạng phức càng cua có thể ức chế phản ứng Fenton-type, có thể sản xuất ra gốc tự do: Fe2+ + H2O2 Fe3+ + OH* + OH- (Apak et al., 2013)

Để phân biệt và xác định số lượng các chất chống oxy hóa từ thực phẩm

và quần thể sinh học, một điều nên làm là đo lường khả năng chống oxy hóa tổng (TAC- total antioxidant capacity) và mức độ hoạt động trực tiếp từ dịch trích thực vật và các dịch thể sinh học Cách phân loại cơ bản để đánh giá chất chống oxy hóa là dựa vào kiểu phản ứng: đánh giá dựa vào sự chuyển nguyên

tử hydro (HAT- hydro atom transfer) và đánh giá dựa vào sự chuyển điện tử

(ET- electron transfer) (Apak et al., 2013)

Đánh giá dựa vào HAT là đo lường khả năng của một chất chống oxy hóa dập tắt gốc tự do (thường là gốc peroxyl) bởi sự nhường nguyên tử hydro

Cơ chế là nguyên tử hydro (H) của phenol (Ar-OH) được chuyển đến gốc ROO* có thể được tóm tắt bằng phản ứng: ROO* + AH/ArOH  ROOH +

A*/ArO* Đánh giá HAT bao gồm đánh giá khả năng hấp thu gốc oxy (ORAC- oxy radical absorbance capacity) và TRAP- total peroxyl radical-trapping antioxidant parameter

Đánh giá dựa vào ET là đo lường khả năng của một chất chống oxy hóa trong việc khử chất oxy hóa và sẽ thay đổi màu sắc khi khử Mức độ thay đổi màu sẽ tăng hoặc giảm độ hấp thu của cực dò ở bước sóng đã cho và liên quan đến nồng độ chất chống oxy hóa trong mẫu Bao gồm phương pháp: ABTS- 2,2’-Azinobis-3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid; TEAC- Trolox-equivalent antioxidant capacity; DPPH- 2,2-di(4-tert-octylphenyl)-1-picrylhydrazyl; FRAP- Ferric reducing antioxidant power; CUPRAC- Cupric

reducing antioxidant capacity (Apak et al., 2013)

Khả năng chống oxy hóa của anthocyanin hiện diện trong nhiều loại trái khác nhau được biểu thị bằng nhiều phương pháp đánh giá khác nhau: khả năng hấp thụ gốc oxy (ORAC), năng lực khử sắt (FRAP), hoạt động khử gốc

tự do (DPPH), trolox equivalent antioxidant capacity (TEAC), hoạt động loại khử với superoxide, peroxynitrite (Koca and Karadeniz, 2009) Hiệu quả khử nhóm ROS khác nhau cho mỗi anthocyanin khác nhau, ví dụ như delphinindin thì hoạt động tốt nhất trong việc khử nhóm superoxide (tiếp theo là cyanidin

và pelargonidin), còn pelargonidin thì hiệu quả nhất với gốc hydroxyl Anthocyanin với nhóm 3’,4’-dihydroxy có thể nhanh chóng tạo phức càng cua với ion kim loại để hình thành dạng phức anthocyanin-kim loại ổn định Sự hydroxyl hóa của một anthocyanin tại những vị trí tăng cường này là khả năng tạo phức càng cua, bảo vệ acid ascorbic tránh khỏi sự oxy hóa bởi kim loại (Hình 2.3)

Hình 2.3: Cơ chế làm gia tăng phức càng cua của cyanidin với sự hiện diện của

đồng và acid ascorbic (Nguồn: Miguel, 2011)

Anthocyanin với nhóm ortho-dihydroxyl có khả năng quyét dọn gốc hydroxyl thông qua việc ức chế sự hình thành HO bởi phức càng cua sắt Số lượng và vị trí của nhóm hydroxyl trong vòng B có ảnh hưởng đến sự ổn định

và khả năng chống oxy hóa của anthocyanin, malvidin-3-glucoside và petunidin-3-glucoside hiệu quả chống oxy hóa thấp hơn so với cyanidin-3-rutinoside và delphinidin-3-glucoside (Hình 2.4)

Hình 2.4: Cơ chế của sự làm ổn định gốc cyanidin semiquinone

Hoạt động chống oxy hóa của malvidin-3-monoglucoside tạo ra sản phẩm trung gian peroxynitrite trong quá trình nitrate hóa tyrosine thì tương tự như hoạt động của delphinidin-3-monoglucoside và cyanidin-3-rutinoside Hoạt động của anthocyanin trong việc bảo vệ sự nitrate hóa tyrosine giảm dần theo thứ tự: cyanidin-3-rutinoside > malvidin-3-monoglucoside ≈ delphinidin-3-monoglucoside > petunidin-3-monoglucoside Một cơ chế được đưa ra bởi

Tsuda et al (2003) cho hoạt động khử NO3- của pelargonidin bao gồm: đầu

tiên phá hủy hợp chất màu hình thành dạng p-hydroxybenzoic và thứ hai là sự

phản ứng của acid này với nhóm NO3- kết quả hình thành nitrobenzoic acid (Hình 2.5)

4-hydroxy-3-Hình 2.5: Cơ chế hoạt động khử nhóm NO3- của pelargonidin

(Nguồn: Tsuda et al., 2003)

Quercetin là một flavonol được xem là hợp chất có khả năng bảo vệ DNA tránh khỏi sự phá hủy oxy hóa từ việc tấn công của các gốc OH, H2O2

và O2  - lên DNA oligonucleotides (Hình 2.6) Trái lại, quercetin cũng được

báo cáo là tác nhân sinh ung thư (Duthie et al., 1997) Theo các báo cáo này,

quercetin có tác động hai mặt lên sự phá hủy DNA khi liên kết với ion đồng tùy thuộc vào nồng độ của ion đồng (Hình 2.7) Ở nồng độ thấp của ion đồng

 25 M, quercetin thể hiện vai trò bảo vệ Trong khi, ở nồng độ cao hơn của ion đồng  25 M, quercetin tăng cường sự phá hủy DNA bởi nhóm oxy phản ứng Vì thế, điều rất quan trọng được xem xét là nồng độ của kim loại tạo phức, như đồng và sắt trong đánh giá tác động bảo vệ hay phá hủy của quercetin và các bioflavonoid khác

Hình 2.6: Cơ chế hoạt động loại khử nhóm O2  - của quercetin

(Nguồn: Krishnamachari et al., 2002)

Hình 2.7: Cơ chế phá hủy DNAcủa phức quercetin-đồng

(Nguồn: Galaris and Evangelou, 2002; Jun et al., 2007)

Acid tannic đã được nghiên cứu nhiều về các đặc tính chống oxy hóa, ngăn ngừa đột biến gen và chất sinh ung thư, ngăn ngừa sự hình thành các khối u ở da, phổi và dạ dày được gây ra bởi chất thơm đa vòng và N-methyl-

N-nitrosourea ở chuột (Gulcin et al., 2010; Aromal and Philip, 2012) Đặc tính

khử của acid tannic phụ thuộc vào số lượng nhóm phenolic trong cấu trúc của chúng Các nhóm phenol tham gia vào phản ứng oxy hóa khử bằng cách hình thành quinone và chuyển electron Cơ chế phản ứng phenol (hiện diện trong acid tannic) dựa vào sự khử ion kim loại được trình bày ở Hình 2.8

Hình 2.8: Cơ chế phản ứng của acid tannic dựa vào sự khử muối kim loại Các nhóm

phenolic trong phân tử acid tannic bị oxy hóa thành quinone

Polyphenol được xem là chất chống oxy hóa cơ bản ức chế hoạt động của gốc tự do bằng chuyển nguyên tử hydro và chuyển electron đơn lẻ Cơ chế thứ nhất của chất chống oxy hóa ArOH là tương tác với gốc tự do R, kết quả của sự chuyển nguyên tử hydro vì sự tách liên kết O-H (Hình 2.9)

Hình 2.9: Cơ chế hoạt động loại khử gốc tự do bằng chuyển hydro

(Nguồn: Leopoldini et al., 2011)

Sản phẩm cuối của phản ứng này là các hợp chất có công thức tổng quát RH, an toàn hơn gốc cơ bản ban đầu và gốc bị oxy hóa ArO cũng tốt hơn Nếu phản ứng dẫn tới hình thành các gốc khác, chúng có phản ứng ít hơn gốc R, vì có sự tác động nhau trong sự ổn định) Cơ chế thứ hai là sự chuyển electron đơn lẻ đến gốc tự do hoặc từ gốc này đến chất nhận (Hình 2.10)

Hình 2.10: Cơ chế hoạt động loại khử gốc tự do bằng chuyển electron

(Nguồn: Wright et al., 2001; Leopoldini et al., 2011)

Gốc R- là một chất trung gian ổn định cao ngay cả với nhiều electron và hoạt động của gốc dương, được hình thành bởi phản ứng được đề cập ở trên cũng được giảm xuống Cấu trúc thơm ArOH + được hình thành trong khi phản ứng với gốc tự do chứa electron lẻ được di chuyển bởi vòng thơm và đóng góp cho sự ổn định của các hợp chất này (Choe and Min, 2009;

Leopoldini et al., 2011)

Hình 2.11: Cơ chế hoạt động loại khử gốc tự do bằng chuyển electron

(Nguồn: Rice-Evans et al., 1995; Choe and Min, 2009)

Flavonoid đặc biệt là quercetin và luteolin là chất ức chế tiềm năng của enzyme xanthinoxidase, làm yếu đi sự phát triển hay gây chết tế bào ung thư thông qua chức năng loại khử gốc tự do Flavonoid có cấu trúc đặc biệt là orthohydroxyl và các nhóm catechol trong vòng B có khả năng loại khử gốc tự

do (Hình 2.11) Quercetin, rutin và luteolin đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu này

và được xem là chất loại khử gốc tự do hiệu quả Các flavonoid có cấu trúc tương tự như catechol, có thể bắt gốc peroxyde lipid, mà cũng có thể tách hydro từ flavonoid, tạo ra các gốc phenoxyl ổn định hơn Sau đó trải qua phản ứng oxy hóa khử tạo ra phenolic quinone và dihydroxyphenolic (Choe and

Min, 2009; Leopoldini et al., 2011)

2.4 Ảnh hưởng của các quá trình chế biến nhiệt đến các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực vật

2.4.1 Quá trình sấy

Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt, ở nhiệt độ bất kỳ, là quá trình khuếch tán do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh Phơi nắng là biện pháp sấy tự nhiên rất đơn giản được áp dụng lâu đời trong dân gian, nhưng có một điểm hạn chế như cần diện tích sân phơi lớn, phụ thuộc nhiều vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa Vì vậy trong các lĩnh vực sản xuất thường áp dụng biện pháp sấy nhân tạo Nguyên liệu, bán thành phẩm và sản phẩm đưa vào sấy rất đa dạng, có thể khác nhau

về nguồn gốc, về mức độ ngậm nước Trong khi sấy nguyên liệu cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng quá trình sấy như các yếu tố liên quan đến điều kiện sấy gồm nhiệt độ tác nhân sấy, độ ẩm tương đối của tác nhân sấy, tốc độ tác nhân sấy, áp lực trong buồng sấy; các yếu tố liên quan đến nguyên liệu gồm diện tích bề mặt của nguyên liệu, cấu trúc của nguyên liệu, thành phần hóa học của

nguyên liệu (Lê Văn Việt Mẫn và ctv., 2009)

Thông thường, phương pháp làm khô là để bảo quản các mẫu thực phẩm bằng cách loại nước Sự suy giảm một vài hợp chất hóa thực vật có thể xuất hiện nếu các điều kiện làm khô không thích hợp Sự không ổn định của các hợp chất phenolic từ thực vật có thể cho thấy tính nhạy cảm của các hợp chất này đối với các phương pháp làm khô (Lim and Murtijaya, 2007) Tuy nhiên, trong một vài trường hợp, làm khô có thể là thuận lợi trong việc bảo vệ những hợp chất này và có thể không làm giảm chất lượng Ví dụ các chất chống oxy hóa tự nhiên như lycopen được cho rằng sở hữu một sự ổn định tiềm tàng đối

với quá trình sấy khô (Kong et al., 2010)