Luận văn thạc sĩ Công nghệ sinh học: Nghiên cứu các dẫn xuất Catechin và một số hoạt tính sinh học của cao chiết vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.) tại Bình Phước

TÓM TATNghiên cứu này được tiến hành đề xác định hàm lượng các dẫn xuất catechin vàđánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết từ vỏ lụa hạt điều Anacardium occidentaleL.. Nghiên cứu phân

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LAM TP HO CHÍ MINH

NGUYEN VĂN TOAN

NGHIEN CUU CAC DAN XUAT CATECHIN VA MOT SO

HOAT TINH SINH HOC CUA CAO CHIET VO LUA HAT

DIEU (Anacardium occidentale L.) TẠI BINH PHƯỚC

LUẬN VAN THAC SĨ CÔNG NGHỆ SINH HOC

Tp Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG ĐẠI HỌC NONG LAM TP HO CHÍ MINH

NGUYEN VAN TOAN

NGHIEN CUU CAC DAN XUAT CATECHIN VA MOT SO HOAT TINH SINH HOC CUA CAO CHIET VO LUA HAT

DIEU (Anacardium occidentale L.) TẠI BINH PHUOC

Chuyén nganh: Céng nghé Sinh hoc

NGHIÊN CỨU CÁC DAN XUẤT CATECHIN VÀ MOT SO HOẠT TÍNH

SINH HỌC CUA CAO CHIET VO LUA HẠT DIEU(Anacardium occidentale L.) TẠI BINH PHUOC

NGUYEN VAN TOAN

Hội đồng cham luận van:

1 Chủ tịch: TS HUYNH VĂN BIẾT

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

2 Thư ký: TS CAO THỊ THANH LOAN

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

3 Phản biện1: TS LE THỊ DIEU TRANG

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

4 Phản biện2: PGS.TS NGUYEN TIEN THANG

Viện Sinh Học Nhiệt Đới

5 Ủy viên: PGS.TS NGUYÊN NGỌC TẤN

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên là Nguyễn Văn Toàn sinh ngày 03 tháng 01 năm 1997 tại huyện Ninh

Sơn, tỉnh Ninh Thuận.

Tốt nghiệp trung học phổ thông tại Trường Trung học phổ thông Lê Duan, tinhNinh Thuận năm 2015.

Tốt nghiệp Đại học ngành Công nghệ Sinh học hệ Chính quy tại Đại học NôngLâm Thành Phó Hồ Chí Minh

Tháng 10 năm 2021 theo học Cao học ngành Công Nghệ Sinh Học tại trường

Đại học Nông Lâm thành phó Hồ Chí Minh

Dia chỉ liên lạc: Xã Mỹ Sơn, Huyện Ninh Son, Tinh Ninh Thuận.

Điện thoại: 0359 651 278

Email: nguyenvantoan3 197@gmail.com

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan luận văn thạc sĩ ngành Công nghệ Sinh học, với đề tài “Nghiên cứucác dẫn xuất catechin và một số hoạt tính sinh học của cao chiết vỏ lụa hạt điều

(Anacardium occidenfale L.) tại Bình Phước” là công trình khoa học do Tôi thực hiện

dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Thị Lệ Minh và PGS.TS Lê Quang Luân Nhữngkêt quả nghiên cứu của luận văn hoàn toàn trung thực và chính xác.

Luận văn có một phần kết quả của nhiệm vụ khoa học và công nghệ tại tỉnhBình Phước “Nghiên cứu tách chiết và thu nhận cao chiết giàu dẫn xuất catechin cóhoạt tinh sinh học từ vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.) phế phẩm tại BìnhPhước ứng dụng tao sản phẩm chức năng”, do NCTV Nguyễn Thị Dung làm chủnhiệm đề tài Những số liệu trong luận văn được phép công bố với sự đồng ý của chủnhiệm đề tài

Ngoài ra, trong luận văn có sử dung một số nhận xét, đánh giá cũng như so sánhvới số liệu của các tác giả, cơ quan tổ chức khác và đều có trích dẫn, chú thích nguồntham khảo Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu tráchnhiệm về nội dung bài luận văn của mình.

TP Hồ Chí Minh ngày tháng năm 2024

Học viên thực hiện

Nguyễn Văn Toàn

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu, Quý thầy cô thuộc Khoa Khoa họcSinh học, trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh lời cảm ơn chân thành nhất.Quy thay cô là những người đã tận tam hướng dẫn, truyền đạt cho tôi nhiều kiến thứcchuyên môn và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học

tập cũng như khi thực hiện luận văn này.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS Trần Thị LệMinh và PGS.TS Lê Quang Luân - thầy cô đã truyền cảm hứng và đam mê nghiêncứu khoa học cho tôi Thầy cô đã luôn quan tâm giúp đỡ, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn

và đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thiện không chỉ luận văn này mà còn giúp tôi hoàn

thiện tac phong và nhân cách đáng có của một nhà khoa học.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Trung tâm Công nghệ Sinh học Tp Hồ Chí

Minh, Sở Khoa học và Công nghệ Bình Phước và Phòng Công nghệ Sinh học Thực

phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi theo học chương trình đào tạo sau đại học và

hỗ trợ toàn bộ kinh phí, cơ sở vật chất đề tôi thực hiện luận văn này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến chị NCTV Nguyễn Thị Dung —Trưởng phòng CNSH Thực Pham đã luôn quan tâm giúp đỡ, tận tình chi bảo, hướngdẫn và đóng góp ý kiến giúp tôi hoàn thiện không chỉ luận văn này Đồng thời, cũngchân thành cảm ơn tất cả các anh, chị, em đồng nghiệp va học viên cao học khóa 21chuyên ngành Công nghệ Sinh học đã luôn chia sẽ và hỗ trợ tôi hoàn thành tốt cáccông việc và đề tài

Sau cùng, con xin gửi lời biết ơn sâu sắc của con đến Ba Mẹ, người đã sinhthành, nuôi nắng và dạy dỗ con nên người Ba mẹ đã không quản ngại khó khăn, vất

vả và cả những hy sinh để tạo mọi điều kiện tốt nhất cho anh em chúng con an tâmhọc hành, đó là hành trang và là tài sản quý giá nhất dé chúng con bước vào đời Cam

ơn gia đình toàn thể đại gia đình đã và đang là nguồn động viên to lớn đối với em.Thật hạnh phúc và may mắn khi em được sinh ra và lớn lên trong gia đình mình

Mặc dù đã cố gắng hoàn thiện luận văn bằng tất cả năng lực của mình nhưngcũng không thé tránh được những thiếu sót, rat mong nhận được những ý kiến đóng

TÓM TAT

Nghiên cứu này được tiến hành đề xác định hàm lượng các dẫn xuất catechin vàđánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết từ vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentaleL.) được thu thập tai Bình Phước Mục tiêu chính là tối ưu hóa điều kiện chiết xuất,xác định hàm lượng polyphenol và catechin cũng như kiểm tra các hoạt tính sinh họccủa cao chiết Dé thực hiện điều này, vỏ lụa hạt điều đã được chiết xuất bằng cácdung môi khác nhau bao gồm ethanol, methanol, nước và ethyl acetate Các phươngpháp phân tích bao gồm TLC để định tính polyphenol và catechin, phương phápFolin-Ciocalteu để định lượng polyphenol, và sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) đểđịnh lượng catechin và các dẫn xuất của nó

Nghiên cứu cũng đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa và kháng vi sinh vat cua cao

chiết Hoạt tính kháng oxy hóa được đánh giá thông qua thử nghiệm DPPH và ABTS.Hoạt tính kháng vi sinh vật đã được tiễn hành trên các chủng Staphylococcus aureus

ATCC 25923, Candida albicans ATCC 10231, và Pseudomonas aeruginosa ATCC

27853 sử dụng phương pháp khuếch tán trên đĩa thạch dé xác định đường kính vòng

vô khuẩn, và phương pháp vi pha loãng dé xác định nồng độ ức chế tối thiêu (MIC)

và nồng độ diệt khuẩn tôi thiểu (MBC)

Kết quả cho thấy rằng ethanol là dung môi chiết xuất hiệu quả nhất, và điều kiệnchiết xuất tối ưu được xác định ở nhiệt độ 59°C, thời gian 20 giờ, va ty lệ nguyênliệu/dung môi là 1/16 (g/mL) Trong điều kiện tối ưu, hàm lượng polyphenol đạt534,23 mg GAE/g cao chiết và catechin đạt 336,39 mg/g cao chiết Cao chiết tối ưunày cũng thé hiện hoạt tính kháng oxy hóa rất mạnh, với giá trị ICso là 12,04 pg/mL

trong thử nghiệm DPPH và 8,92 ug/mL trong thử nghiệm ABTS, cũng như khả năng

kháng vi sinh vật đáng kê đối với S aureus và C albicans, với các giá trị đường kínhvòng vô khuân, MIC và MBC ấn tượng Kết quả nghiên cứu này nhắn mạnh tiềmnăng của cao chiết vỏ lụa hạt điều trong việc phát triển các sản phâm mỹ phâm và

dược phẩm, nhờ vào các hoạt tính sinh học mạnh mẽ của nó.

Từ khóa: Dẫn xuất catechin, kháng oxy hóa, kháng vi sinh vật, polyphenol,

vỏ lụa hạt điều

This study aimed to determine the catechin derivatives content and assess the biological activities of extracts from the cashew nut testa (Anacardium occidentale L.) collected in Binh Phuoc The primary objectives were to optimize extraction conditions and quantify the levels of polyphenols and catechins, as well as to evaluate the biological activities of the extract Cashew nut testa was extracted using various solvents, including ethanol, methanol, water, and ethyl acetate Analytical methods employed included thin-layer chromatography (TLC) for qualitative analysis of polyphenols and catechins, the Folin-Ciocalteu method for polyphenol quantification,

and high-performance liquid chromatography (HPLC) for quantifying catechins and

their derivatives.

The study also assessed the antioxidant and antimicrobial activities of the extracts Antioxidant activity was evaluated through DPPH and ABTS assays Antimicrobial activity was conducted against Staphylococcus aureus ATCC 25923, Candida albicans ATCC 10231, and Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, using the agar diffusion method to measure the inhibition zone diameter and the broth microdilution method to determine the minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC).

Results showed that ethanol was the most effective extraction solvent, with optimal extraction conditions determined at 59°C for 20 hours and a material/solvent ratio of 1/16 (g/mL) Under these conditions, the polyphenol content reached 534.23

mg GAE/g extract, and catechin content reached 336.39 mg/g extract The optimal extract exhibited strong antioxidant activity, with ICso values of 12.04 g/mL in the DPPH assay and 8.92 pg/mL in the ABTS assay, along with significant antimicrobial capacity against S aureus and C albicans, demonstrated by impressive inhibition zone diameters and MIC/MBC values These findings highlight the potential of cashew nut testa extract for the development of cosmetic and pharmaceutical products due to its robust biological activities.

Keywords: Antimicrobial activity, antioxidant activity, biological activities,

MỤC LỤC

Trang tựa

epee TẾT boaroptobottoetrtdicottÐtoyd tri fi0ii0t1HnGGit0GDASI986i020it000ug93g9k0n9 si i

Ly lIGH: Gái 1h aN wecazcsscsesvecenceresnssseremnwneonsnmermmenseemarenrnmenamneermmeaeerE il U00 07 1H

oc TH ——=ẴẶ TS ẶẶẼ ẰẶẶẶẶẶ-ẶằẮằẰẰŸẽẼẽẶẰằẶẰẰÏằẰẰẽằẽằẴẰẽằẽ V

JA DHÍHH Ga nicgg0100509BISSGAEGDG1ESNGUEREIERIRERNELERIHEIGLSISSEEEISiSSEVDAUBSEdUESSRORSIGEmSiSsaotrongdi VI

CL VilDanh sách chữ viết tat c.cccccccccccccsessessessessessessessessessessessessessessessessessessessessesseeseeseess x

Danh sách Dan® n-0cn.cennesnsnanennnenstenseunenssennennneanenssenennas nnenisnanesniensonagenseansasemtnesannts Xil 1)ã7ThH;S5chi,HÌHHbsoseseobisbsbstesltbibe:tlilÄ0ÐSIIGRISGISIGEGRISS4S0OElSMSDASiU00360438100i300L880x3usg xII

DAT VON HH cgaaaerneesgonegatoonottseggiIIDAG1G010000604G70035/004000049/005500003461063gL 1Chương 1 TONG QUAN NGHIÊN CỨU 2 5°©s©s©ss+zsezserzerse 3

1:1: Tổng quan về cây đIỀN sceinntunng g2 ng nhớt G30 8i tạ tiGaENhGSgiHS8SGi-GG4E013GE.1EG ELD-4SIGNG0008308 3 1.1.1 Nguồn gốc và phân bố cây điều ¿2 2S2222122E22EE221122122312231221212221 22 xe 3 1.1.2 Tình hình sản xuất điều trên thế giới 2-22 2¿©5+22++2E+2EE22EE2EE2EEz2EEzzxzrrzrev 4 1.2 Tổng quan về vỏ lụa hạt điỀu 2 2 2 %+SE£SE£2E£EEEEEE231251211211211721221271 21212 ce 5 1.3 Tổng quan về hợp chất polyphenol 2-2 5£©+2+E+++EE++EExEExrErEerkkrrkkrrrrerree 1

1.4 Tông: quan về [oiecHiu: và: cũc tnd SA eoessanena da ha ggH503960004008810003400040816601340102083000300 9

1.5 Hoạt tính sinh học của catechin và các dan xuất từ vỏ lụa hạt điều - 11

1.8.1, HöäEtNHH khang Vi SINH: KÂ EasengganbinditoiriDSiG0Si3S0080108015.11H58483333S6ISSIMSNEISESBEOSG083S003.0 888 11

15.2, Hoat tinh Khang OXY HOA na nesesseiiskbDESS00400516460019738535 603050901361533388318- SEM100001884450 13

1.6 Một 36 ứng dung của vỏ lụa hat (| ee 15

1.7 Tổng quan các phương pháp chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ thực

l7

1.8 Tổng quan về phương pháp đáp ứng bề mặt 2-22 ++2z2£E++EE+zExz2zzzzxzzzxez 19

1.9 Nghiên cứu trong và ngoải nước liên quan - 55 225 * 3x *+vESsvseereeesrerserrke 21

Chương 2 NOI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26

5,1 Thôi gầm xã đĩa dice hie BỀN nuaguccaindxnsoonisniagggi4423010581640000013081902000u3800đ0 26

DED) NAL LỂU e 2esexesiesäescsleeodbaBtsliesgBxixgesEkrslrzmsselmrbeasrleakedbslbessgsalgeGixEisdteiordxqsclbsSSbslseSgssamife 26 2.2.1 Vat ligu mghién CUU 0n 262.2.2 Hóa chất, dung cu và trang thiết Di cee eccceccccssesseessecssessessessesssessesssesetessessnessessees 262.3:,Phương Pháp nghiÊh;GỮU secceeeseneneeniiiiisiieiSAE91058338131236580401283302.DTASHEELSSI12E50131348 27

2.3.1 Phương pháp thu nhận va xử lí mẫu nguyên liệu vỏ lụa hạt điều 27 2.3.2 Phân tích chi tiêu nguyên liệu đầu vào 2-2 2222++22++2z222+22E2Exzzxzzzxzrcee 28 2.3.3 Khao sát đánh gia lựa chọn dung môi tach chiết và thu nhận cao chiết vỏ lụa hạt

i 28 2.3.4 Dinh tinh, định lượng hop chat polyphenol va dẫn xuất catechin cccceccseeeeseeeees 30 2.3.4.1 Dinh tinh các hợp chat trong cao chiết vỏ lụa hạt điều bằng phương pháp phản

HE $0 HẦU sistciiisiscins60441615138 16143056543158 6188 40588091853S84951S838 momar mae 30

2.3.4.2 Định tinh polyphenol và catechin bằng phương pháp TLC . - 30 2.3.4.3 Định lượng polyphenol bằng phương pháp Folin-Cioealteu - 5 5z- 30

2.3.4.4 Định lượng catechin và các dẫn xuất bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng

CAO HỆ DI ¿posasstbxigtpssoiiiEg0R)8010E9tGSUGRGSGIGRAHRSĐSSRSl3g33-lfASISGHRBSiiGioSsSliott5vSÿSI3mQGiA2LANRbis 31

2.3.5 Tối ưu hóa các điều kiện tách chiết thu nhận cao chiết vỏ lụa hạt điều 31

2.3.6 Khao sát khả năng kháng vi sinh vật trên đĩa thạch -:©-55-555<++<£+<xss2 33 2.3.7 Khao Sat Hoạt tinh Khang OXY HO Asscssscascsssssessvessseumsusesenernayeressuvevenssusvoesvvesasenauvess 342.3.7.1 Phương pháp xác định khả năng bắt gốc tự đo DPPH csccccscessesssesseeseesstesseeeees 342.3.7.2 Phương pháp khảo sát khả năng kháng oxy hóa bằng phương pháp bắt gốc tự

đ Ấ TS soagtin go toi l584GE)GESRGRCDGEERLRSGTNSUSRIGGEIGIGIG0G8048318918.00ãGI.ẺIBISEĐSSUSSAiSEECE 35

2.3.8 Xác định nồng độ ức chế tối thiêu (MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiêu (MBC)

SöxiBSSSiiRBSISBSBBBINGG3GBSSiNSSS39582A01S8iSSNS38VRHMSNESRESRSEIBGIEAGGRGIRAGSNIISASEIGQHAGHEEIABNHIEISSSNN04GSR8882ã8538 36Chương? KẾT OUA VA THẢO LUẬN sueesesseeensnnnsanserkohreoglGEGg093000000g060E 38

3.1 Nghiên cứu khảo sát lựa chọn dung môi tách chiết và thu nhận cao chiết vỏ lụa hạt

3.1.1 Thu nhận, xử lý và đánh giá chất lượng của nguồn nguyên liệu đầu vào 38 3.1.2 Khảo sát lựa chọn dung môi tách chiết thu nhận cao chiết vỏ lụa hạt điều 40

3.1.3 Định tính, định lượng hợp chất polyphenol, catechin và các dẫn xuất trong cao

chiết vỏ lụa hạt điỀu - - 2 5s St ESE1EE121121E1121111111111111112112111 11011111111 re 42 3.1.3.1 Định tính hợp chất polyphenol, catechin và một số hợp chất trong cao chiết vỏ

3.1.3.2 Dinh lượng polyphenol, catechin và các dẫn xuất trong cao chiết vỏ lụa hạt

BA cs iG SS i UG RU 43 3.2 Tối ưu hóa các điều kiện tách chiết thu nhận cao chiết vỏ lụa hat điều 46 3.2.1 Ảnh hưởng của các đơn yếu tố điều kiện tách chiết trong thu nhận cao chiết vỏ

TẠI TA 46 3.2.2 Hiệu quả thu nhận cao chiết vỏ lụa hạt điều dudi sự tương tác của điều kiện tách

0177 49

3.3 Đánh giá hoạt tính sinh học của cao chiết vỏ lụa hạt điều 2- 52 ©2225sz25s2 55

3.3.1 Xác định hoạt tinh khang oxy hóa của cao chiết vỏ lụa hạt điều .- 55 3.3.1.1 Hoạt tinh khang oxy hóa của cao chiết vỏ lụa hạt điều bằng phương pháp DPPH

3.3.2.2 Nong độ ức chế tối thiểu và diệt khuẩn tối thiểu của cao chiết vỏ lụa hạt điều 65

KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ 5< «<< sevzeezeeez.eerserrseerserrseee 69TÀI LIEU THAM KHẢO 5< 5< 5< S< SE ESEsESE2eEseESzEseCssrszrssre 70

PHU LC sisssssssssssscssssssssvesscssssssssvesseonsoassovssssenssvasssassovsssenssenssecnsoenssvassenssseassosssovessess 77

DANH SÁCH CHỮ VIET TAT

VINACAS Hiệp hội điều Việt Nam

TPC Hàm lượng polyphenol tông số

EGCG (—)-epigallocatechin gallate

ROS Reactive Oxygen Species

TLC Sac ky ban mong

HPLC Sắc ký long hiệu năng cao

TEAC Chỉ số khả năng bắt gốc tự do

EU Châu Âu

LPS Lipopolysaccharide

FRAP Ferric red cingantioxidant power

ABTS 2,2'-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) DPPH 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

H202 Hydrogen peroxide

UAE Chiết siêu âm

SFE Chiết siêu tới han

MAE Chiết vi sóng

ASE Chiết dưới áp suất cao

CCD Thiết kế phức hợp trung tâm

NMR Nuclear Magnetic Resonance

MS Mass Spectrum

IR Infrared Spectroscopy

AAC Hệ số kháng oxy hóa

WE Hệ dung môi nước

RSM Response surface methodology

Quy chuẩn Việt NamCộng tác viên

Nồng độ ức chế tối đa 50%

DANH SÁCH BANG

Bảng 1.1 Tổng hợp các loại vi sinh vật bị ức chế bởi catechin . lãBảng 1.2 Hàm lượng polyphenol tổng và khả năng khử gốc tự do DPPH của

Gắc ri ni ghiʆ GỮU «-«« s-s+cesx.zevesgx2ekesso e1 x4275279e9x00161732 7807 14

Bang 2.1 Giá trị mã hóa của các biến độc lập cho thiết kế Box-Behnken 32Bảng 2.2 Ma trận của thí nghiệm bề mặt đáp ứng -2- 22 2++22++c5+z 33Bảng 3.1 Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu hóa lý và vi sinh cho nguyên liệu vỏ

r0 NT 38Bảng 3.2 Hiệu suất thu hồi cao chiết của 4 dung môi chiết xuất - 40Bảng 3.3 Định tính một số hợp chất sinh học trong bốn loại cao chiết vỏ lụa hạt

Bang 3.4 Hàm lượng polyphenol trong bốn loại cao chiết vỏ lụa hạt điều 43Bảng 3.5 Hàm lượng catechin và các dẫn xuất trong bốn loại cao chiết vỏ lụa

Bang 3.6 Hàm lượng polyphenol trong cao chiết vỏ lụa hạt điều thu được ở các

điều kiện tách chiết khác nhãuU SH ,0.121000100 0g 47Bảng 3.7 Hàm lượng polyphenol tách chiết được từ vỏ lụa hạt điều trên thực

nghiệm và dự đoán của các điều kiện chiết xuất khác nhau 50Bảng 3.8 Kết quả phân tích sự tương tác giữa các yếu tố trong kiểm định

Bảng 3.9 Hiệu suất trung hòa DPPH, giá trị ICso của 2 mau cao chiết vỏ lụa hạt

điều và vitamin C - + s+22+x22x22225212212121211212121121 1111211122112 xe 35

Bang 3.10 Hiệu suất trung hòa ABTS, giá trị ICso của 2 mẫu cao chiết vỏ lụa

hạt điều và Vitae © vosvccsssscncssyssevewvnnevnvvascavvecvensvosuexseaveevwvertennenssvennsenenesnves 59Bảng 3.11 Hoạt tinh kháng vi sinh vật của các mẫu cao chiết vỏ lụa hạt điều 63Bảng 3.12 Nong độ ức chế tối thiêu của 2 mẫu cao chiết vỏ lụa hạt điều trên các

00050 283010:011 0011077 66

Bảng 3.13 Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu của 2 mẫu cao chiết vỏ lụa hạt điều trên

Sơ đồ các bước cơ bản chiết xuất hoạt chất sinh học 5+: 18

Sơ đồ các nội dung nghiên cứu -2¿©2222222222+22E22z22xzzzzrxee 37

Sơ đồ các bước thu nhận cao chiết từ vỏ lụa hạt điều - 29Mau vỏ lụa hạt điều thô (A) và sau khi nghiền nhỏ (B) - 39Mẫu cao chiết khô được chiết bằng 4 loại dung môi khác nhau: 40Định tính hợp chất polyphenol (a) và catechin (b) trong các mẫu caochiết bằng phương pháp TLC . -2-2©2222++2++22z+cxze2 43

Hình 3.4. Đồ thi 2D biểu diễn sự tương tác giữa các yếu tố khảo sát điều kiện

tách chiết thu nhận cao chiết vỏ lụa hạt điều 2-52 2222+<+2z22222 53

Hinh 3.5. Điều kiện chiết xuất tối tối ưu và hàm lượng polyphenol tối ưu dự

đoán th ƯCỢCsizssecggnngin n6 t ng g2 hökRSAGPEXSESXSEESLEEENGEG-EGSEXERLESESRSGSEHSSERSEELSEGGEEHO 54 Hình 3.6. Đồ thị thể hiện hoạt tính kháng DPPH của vitamin C và cao chiết

ethanol tối ưu ở 2 nồng độ khác nhau Vitamin C 7,81 ng/mL(VIC 7,81),vitamin C 62,5 ug/mL(VtC 62,5), cao ethanol tối ưu 7,81 ug/mL (ET7,81), cao ethanol tối ưu 62,5 ug/mL (ET 62,5) -2©525525522525522 58Hình 3.7 Đồ thị thé hiện hoạt tinh kháng ABTS của vitamin C và cao chiết

ethanol tối ưu ở 2 nồng độ khác nhau 2- 22 2222222>E2>z2zzzzzzs22 62Hình 3.8 Đường kính vòng kháng trên 3 chủng S aureus (A), C albicans (B),

P aeruginosa (C) của các mẫu cao ethanol (E), cao ethanol tối ưu (Et),

đối chứng dương (ĐC(+)), đối chứng âm (ĐC(-)) . -5- 64

ĐẶT VAN DE

Tinh cấp thiết của đề tài

Vỏ lụa hạt điều (Anacardim occidentale L.) là nguồn nguyên liệu rất giàu cáchợp chat polyphenol va flavonoid tổng số cao Trong đó, hàm lượng (+)-catechin và(-)-epicatechin cao gấp 5 lần so với chiết xuất trong sô cô la den (Natsume và ctv,

2000) Bên cạnh đó còn chứa hàm lượng lớn acid gallic, các steroid (myo-inositol, cholesterol, campesterol, stigmasterol, sitosterol), Ø-carotene, lutein, z-zeaxanthin, a- tocopherol, a-tocopherol va thiamine (Awad va ctv, 2000) Ngoai ra, trong vo lua hatđiều còn nỗi bật các nhóm chất như terpene, flavonoid, terpenoid và tannin Các nhómhợp chất trên mang đến nhiều hoạt tính sinh học có giá trị ứng dụng cao, đặc biệt làcác chất thuộc nhóm hợp chất phenolic (TPC) được coi là có tác dụng chính trong hỗtrợ điều trị một số bệnh, cụ thể là khả năng chống oxy hóa, chống viêm, giảm đau,

chống di ứng, kháng khuẩn, chống loét và sát trùng vết thương (Oliveira va ctv, 2015)

Do đó vỏ lụa hạt điều có nhiều ứng dụng đa dạng trong ngành hóa dược, công nghiệp

thực phâm, mỹ phẩm, hóa chất công nghiệp và các lĩnh vực khác

Hiện nay, Việt Nam đã vươn lên là nước xuất khẩu điều đứng dau thé giới, với tổngsản lượng xuất khẩu đạt hơn 360 nghìn tan, với giá trị kinh tế hơn 3 tỷ USD (Sơn Trang

và ctv, 2018) Tinh Bình Phước là thủ phủ của cây điều, chiếm gan 50% diện tích điều

của cả nước và cũng chiếm hơn 40% tông sản lượng điều thô của toàn quốc Vỏ lụa hạt

điều chiếm 1 — 3% tông trọng lượng hạt điều (Oliveira và ctv, 2015) Trung bình khoảng

§0 kg hạt thô sẽ thu được 1 kg vỏ lụa (Mohod và ctv, 2011) Do đó việc sản xuất và tiêuthụ hạt điều xuất khâu hiện nay tại Bình Phước đã tạo ra một lượng phụ phẩm vỏ lụa hạtđiều khá lớn (ước tính là trên 1000 tắn/năm) Tuy nhiên, lượng vỏ lụa hạt điều hiện naychủ yếu được dùng làm nhiên liệu đốt rẻ tiền và sử dụng làm phân bón hoặc bỏ đi Việclàm trên không những làm mắt đi giá trị kinh tế của vỏ lụa hạt điều mả còn góp phần gây

ô nhiém nghiêm trọng đên môi trường sông của con người Tai Việt Nam, van chưa có

nhiều nghiên cứu thu nhận cao chiết giàu dẫn xuất catechin có hoạt tính sinh học từ vỏ

lụa hạt điều và ứng dụng của nó theo hướng công nghiệp mỹ phẩm, thực phẩm chứcnăng và được phẩm

Do đó, cần có thêm nhiều nghiên cứu cơ bản làm tiền đề vững chắc nhằm mởrộng thêm nhiều hướng ứng dụng mới về vỏ lụa hạt điều trong hướng công nghệ ydược, mỹ pham vừa nâng cao giá trị của cây điều, vừa giải quyết van đề tận dụngnguồn nguyên liệu phụ phẩm từ việc sản xuất hạt điều, góp phan tăng thêm thu nhậpcho người dân, mang lại hiệu quả kinh tế cho các địa phương trồng điều Từ nhữngcông dụng dược lý nồi bật, gia tri ứng dụng tốt và hiệu quả kinh tế cao, việc thực hiện

đề tài: “Nghiên cứu các dẫn xuất catechin và một số hoạt tính sinh học của caochiết vỏ lụa hạt điều (Anacardium occidentale L.) tại Bình Phước” được xem làmột hướng di mới, có thé giải quyết được một số nhu cầu của thời đại

Mục tiêu nghiên cứu

Thu nhận được cao chiết vỏ lụa hạt điều giàu polyphenol, catechin và các dẫnxuất có hoạt tính sinh học: kháng oxy hóa, kháng vi sinh vật

Chương 1

TONG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về cây điều

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố cây điều

Cây điều (Anacardium occidentale L.), thuộc chỉ Anacardium, họAnacardiaceae (họ xoài), còn gọi là cây đào lộn hột, tên tiếng Anh là Cashew nut

tree, có nguồn gốc ở Brasil Điều còn là loại cây công nghiệp đài ngày, thuộc họ hạt

đẻ cười (Pistacia vera L.) và họ xoài (Mangifera indica L.).

Cây điều được phát hiện ở Brasil vào năm 1578 bởi các thương nhân và các nhàthám hiểm người Bồ Đào Nha Từ thế kỷ 16, cây điều được người Bồ Đào Nha mangđến trồng tại Ân Độ, Malaysia và một số nước Đông Phi Ban đầu, cây điều đượctrồng với mục đích bảo vệ đất, phủ xanh rừng và cải tạo đất hoang, do đó việc sảnxuất, thu hoạch quả va hạt điều không được chú trọng (Bradtke và ctv, 2007)

Điều là cây thân gỗ lâu năm phù hợp trồng ở vùng nhiệt đới, có đặc tính thíchứng tốt trong những điều kiện khắc nhiệt khác nhau như khô hạn, mưa nhiều hoặc đấtđai bạc mau, ít chất dinh dưỡng Hiện nay, cây điều tập trung phân bố ở các nướcnhiệt đới của châu Á như Việt Nam, Ấn Độ, Philippin, Lào, Campuchia và một sốnước Châu Phi (tập trung chủ yếu ở các vùng Đông, Tây Trung Phi và Nam Phi) nhưTanzania, Kenya, Mozambique, Madagascar, Uganda, Nigeria và Angola Ở ViệtNam, cây điều phân bố rộng khắp, có mặt trên 20 tỉnh thành trải dài từ các tỉnh miềnTrung trở vào miền Nam và được trồng nhiều tại các khu vực Bình Phước, Đồng Nai,Bình Định, Gia Lai, Đắk Lắk, Bình Thuận Trong đó, Bình Phước là thủ phủ của câyđiều, chiếm gần 50% diện tích trồng điều của cả nước, chiếm hơn 40% sản lượngđiêu thô của cả nước.

Về đặc tính sinh trưởng, cây điều trồng được khoảng 3 năm thì bắt đầu trổ hoa, thờigian ra hoa kéo dài trong khoảng 2 — 4 tháng Quả điều theo tên gọi thông thường thật rachỉ là phần quả giả do phần cuống phình to lên tạo thành, còn quả điều thật sự chính làphan hạt điều như tên thường gọi Sau khi hoa thụ phan, hạt điều (qua thật) phát triển rấtnhanh trong khoảng một tháng rưỡi thì đạt đến kích thước tối đa, khi đó cuống bat đầuphình to thành trái (quả giả) chiếm 90% tổng trọng lượng cả trái và hạt điều.

1.1.2 Tình hình sản xuất điều trên thé giới

Theo Hiệp hội điều Việt Nam (VINACAS), luỹ kế 10 tháng năm 2023, ViệtNam xuất khẩu 516.900 tan hạt điều nhân, trị giá xuất khẩu đạt 2,95 ty USD, tăng

21,8% về lượng và tăng 15,9% về giá trị so với cùng kỳ năm 2022 Theo thống kê

của Cục trưởng Cục Trồng trọt cho biết năm 2022 tổng diện tích điều trên cả nướcđạt 300.000 ha, diện tích thu hoạch đạt 280.000 ha Tổng sản lượng đạt 350.000tắn/năm, sản lượng trung bình đạt 1,25 tan/ha Riêng tinh Bình Phước, theo báo cáocủa VINACAS ở thời điểm hiện tại, có 152.000 ha trồng điều với năng suất 1,5 tắn/ha,đạt sản lượng khoảng 170.000 tắn/năm và hơn 1.400 cơ sở chế biến, xuất khẩu đinhiều nước như Mỹ, Australia, Trung Quốc, v.v Trong đó, có khoảng 500 doanhnghiệp hoạt động trong lĩnh vực chế biến, xuất - nhập khâu sản phẩm điều, chiếm70% số doanh nghiệp và chiếm 50 — 80% năng lực chế biến hạt điều của cả nước Hạtđiều Bình Phước được đánh giá là có chất lượng rất tốt trên thế giới nói chung và ViệtNam nói riêng, đã chinh phục được nhiều thị trường quốc tế khó tính và nhiều tiềm

năng như: Trung Quốc, Châu Âu Bắc Mỹ, Châu Úc, Nhật Bản, Singapore v.v Mỗi

năm, ngành chế biến hạt điều của tỉnh đóng góp từ 30-45% tổng kim ngạch xuất khẩucủa tỉnh Tính đến cuối năm 2022, tổng giá trị kim ngạch xuất khẩu sản phẩm chếbiến điều của tỉnh đạt 1,2 tỷ USD Tuy nhiên, do giá bán hạt điều qua chế biến còncao so với thu nhập của người dân nên sản lượng tiêu thụ trong nước còn hạn chế

Theo Cục Xuất Nhập khẩu, sau Mỹ, Châu Au (EU) hiện là thị trường xuấtkhẩu hạt điều lớn thứ hai của Việt Nam, chiếm 23% tổng sản lượng và 22% tổng trị

giá xuất khâu toàn ngành Xuất khẩu hạt điều của Việt Nam hiện đã có thị phần tai

23 thị trường thành viên EU Trong đó, Đức và Ha Lan hiện là những đầu mối thương

mại quan trọng vì hai thị trường này vừa nhập khẩu dé tiêu dùng nội dia, vừa tái xuấtkhẩu sang các thị trường khác trong khối Trong năm 2022, tăng trưởng xuất khẩu hạtđiều sang EU đóng góp đáng kể vào mức tăng trưởng chung ngành điều Đặc biệt,xuất khâu hạt điều của Việt Nam sang Đức năm 2022 đạt trên 19.000 tấn, trị giá vượt

122 triệu USD, tăng 9,5% về lượng và tăng 6,2% về trị giá Bên cạnh thị trường Đức

và Hà Lan, xuất khẩu hạt điều sang các thị trường khác như Pháp, Tây Ban Nha, Ba

Lan, Phần Lan, cũng đạt mức tăng trưởng khá ấn tượng Trong đó, riêng thị trườngPhần Lan, chỉ 11 tháng năm 2022 đã đạt trên 63.000 tấn, trị giá hơn 345 triệu USD, tăng 12,3% về lượng Với kết quả đạt được trong năm 2022, xuất khâu hạt điều của

Việt Nam sang EU đã có một năm khá thành công trong bối cảnh dịch Covid-19 điễnbiến phức tạp, khó khăn trong khâu sản xuất, thông quan và giá cước phí tăng Triểnvọng xuất khẩu năm 2023 được kỳ vọng sẽ tăng khoảng 15% sản lượng và tăng 10%

về trị giá so với năm 2021, đạt trên 155 nghìn tấn, trị giá 900 triệu USD Trong đó,Việt Nam là nguồn cung hạt điều lớn nhất cho EU Thị phần hạt điều của Việt Namtrong tổng lượng nhập khẩu của EU từ thị trường ngoại khối tăng từ 73,4% trong 9tháng năm 2021 lên 77,3% trong 9 tháng năm 2022 Ngược lại, EU giảm nhập khẩuhạt điều từ An Độ, mức giảm 34,7% về sản lượng và giảm 40,2% về trị giá, đạt 8,65nghìn tấn, trị giá 58,93 triệu EUR Thị phần hạt điều của Ấn Độ trong tổng lượngnhập khẩu của EU từ thị trường ngoại khối giảm từ 11,5% trong 9 tháng đầu năm

2021 xuống 7,4% trong 9 tháng đầu năm 2022 Hiệp định EVFTA có hiệu lực, dòng

thuế suất, thuế nhập khẩu hạt điều của EU từ Việt Nam về 0% Đây là lợi thế giúpngành điều Việt Nam gia tăng xuất khâu vào EU và mở rộng thêm thị phần không chỉtại thị trường chính mà ngay cả đối với các thị trường ngách

1.2 Tổng quan về vỏ lụa hạt điều

Hạt điều được bao phủ bởi một lớp mỏng có màu tự nhiên được gọi là vỏ lụa

(Hình 1.1) Vỏ lụa được tách ra và loại bỏ trong quá trình chế biến do có vị dang.

Lượng phụ phẩm vỏ lụa khá lớn chiếm khoảng 1 — 3% tổng trọng lượng hạt điều,trong quá trình sản xuất nhân hạt điều ước tính khoảng 80 kg hạt thô sẽ thu được 1

kg vỏ lụa (Mohod và ctv, 2011) Tại thủ phủ điều Bình Phước năm 2022 số lượng hạt

điều thô đạt 189.000 tấn tương đương 2.200 tấn vỏ lụa Vỏ lụa tuy là một phụ phamnhưng lai chứa ham lượng hoạt chat sinh học cao, do đó đã tạo nên giá trị riêng va cótiềm năng ứng dụng tốt Vỏ lụa hạt điều rất giàu polyphenol, catechin, epicatechin,

epigallocatechin va p-coumaric, tannin và gallic acid (Kamath va ctv, 2007;

Chandrasekara va ctv, 2011; Nnaji va ctv, 2014) Cac polyphenol nay có hoạt chấtchéng oxy hoá cao, được chứng minh có hoạt tính chống gốc tự do hiệu quả (Kamath

và ctv, 2007) Kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy, vỏ lụa hạt điều là nguồn nguyên

liệu giàu các hợp chất polyphenol (TPC) nhiều hơn cả trà xanh và socola den(Khokhar và ctv, 2002) Vỏ lụa hạt điều có hiệu suất trích ly, hàm lượng polyphenoltổng và hàm lượng proanthocyanidin cao hơn khi so sánh với phan quả giả và nhânhạt điều Cac phenolic acid được phát hiện là syringic acid, gallic acid và p-coumaricacid Tương tự, các chất thuộc nhóm hợp chất flavonoid như dẫn xuất catechin baogồm (+)-catechin, (—)-epicatechin và (—)-epigallocatechin cũng đã được ghi nhận(Chandrasekara và ctv, 2011) Nghiên cứu của Natsume và cộng tác viên công bốnăm 2000 đã chứng minh được hàm lượng (+)-catechin và (—)-epicatechin trong vỏlụa điều cao gấp 20 lần và 5 lần so với cao chiết của socola đen Ngoài ra, trong vỏlụa điều còn nỗi bật các nhóm terpene, terpenoid va sterol Day là các hợp chất chínhtạo ra hoạt tính sinh học, cụ thê là khả năng chống oxy hóa, chống viêm, chống dịứng và khả năng kháng khuẩn (Oliveira và ctv, 2015)

Vỏ lụa hạt điều cũng chứa tannin (khoảng 25%), có đặc tính tương tự như vỏ

cây được sử dụng trong ngành công nghiệp thuộc da Sự liên kết của tannin trong lớp

vỏ lụa ngăn chặn sự ăn mòn Do đó còn có tiềm năng phát triển các hợp chất thânthiện với môi trường có tính ồn nhiệt Trong vỏ lụa còn chứa gallic acid, rất hữu íchcho các nghiên cứu về phòng chống và điều trị ung thư (Viswanath và ctv, 2016)

Vỏ lụa cũng chứa hàm lượng nhất định các protein, tinh bột và đường (Rajini

va ctv, 2011) Theo kết quả phân tích thành phan trong vỏ lụa hạt điều của Armstrong

và cộng tác viên (2012) cho thấy hàm lượng protein, chất xơ, chất béo lần lượt là 190;

103 và 20,1 g/kg Ngoài ra, vỏ lụa hạt điều còn có các nguyên tố vi lượng như canxi

(5,6 g/kg), photpho (1,9 g/kg), kali (1,5 g/kg) và magie (5,8 g/kg).

Quả điều

QI

Vỏ hat điều

Vỏ lụa hạt điều Nhân hạt điều

Hình 1.1 Mặt cắt ngang của quả điều

(Azam-Ali va ctv, 2001)Trong một nghiên cứu của Trox va cộng tác viên vào năm 2010, so sánh vềthành phan va các hợp chất hoạt tính sinh học trong nhân hạt điều trên hai mẫu nhânđiều có và không có vỏ lụa, kết quả cho thấy nhân hạt có vỏ lụa chứa hàm lượng /-caroten cao hon đáng kể so với mẫu còn lại (218 so với 89,6 mg/kg chất khô), a-tocopherol (10,1 so với 2,4 mg/kg chất khô), lutein (525 so với 292 g/kg chất khô),lượng zeaxanthin tương đồng (7,0 so với 7,1 g/kg chất khô), stearic acid (41 so với

43 g/kg chất khô), c-tocopherol (10,6 so với 10,1 mg/kg chất khô), linoleic acid (69

so với 62 g/kg chất khô), oleic acid (214 so với 219 g/kg chất khô) và nồng độthiamine thấp hơn (3,0 so với 10,7 mg/kg chất khô)

Hình 1.2 Vỏ lụa hạt điều1.3 Tổng quan về hợp chất polyphenol

Polyphenol là các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên và tồn tại trong thực vật được

thé chống lại nhiều loại bệnh khác nhau do gốc tự do gây ra Đặc điểm chung củachúng là trong phân tử có vòng thơm (vòng benzen) chứa một hay hai hoặc nhiềunhóm hydroxyl (OH) gắn trực tiếp vào vòng benzen Tùy thuộc vào số lượng và vị trítương hỗ của các nhóm OH với bộ khung hóa học mà các tính chất lý hoá học hoặchoạt tính sinh hoc thay đổi Hợp chất bao gồm các axit phenolic (axit

hydroxycinnamic va hydroxybenzoic), các flavonoid (anthocyanin, flavonol, flavanol, flavon, flavanone, isoflavone va proanthocyanidin) và các loại khác (tannin,

lignans va stilbene) (Andrea va ctv, 2020).

Vỏ lua hat điều có hiệu suất trích ly, hàm lượng polyphenol tổng vàproanthocyanidin cao hơn khi so sánh với toàn bộ quả hạch và nhân Các phenolicacid cũng đã được phát hiện trong cả 2 mẫu là syringic acid, gallic và p-coumaricacid Tuy nhiên, nồng độ của chúng tăng lên khi nhiệt độ tăng Do đó, những pháthiện này cho thấy rằng ở nhiệt độ cao và trong thời gian ngắn có hiệu quả làm tăngcác thành phần hóa học của hạt điều và vỏ lụa Bên cạnh đó, thành phần phenolic củahạt điều và vỏ lụa cũng được khảo sát sau khi rang bằng cách đưa mẫu vào xử lý ởnhiệt độ thấp va cao Kết quả cho thấy quá trình rang làm tăng tổng hàm lượngphenolic toàn bộ hạt điều, nhân hạt và vỏ lụa nhưng làm giảm hàm lượng cácproanthocyanidin (Chandrasekara và ctv, 2011) Nước ép quả hạt điều được phát hiện

có chứa gallic acid, protocatechuic và cinnamic (tự do và liên hợp) (Queiroz va ctv,

2011) Cao chiết nước và ethanol của lá điều cũng được nghiên cứu về thành phầnhóa học của nó Các hợp chat phenolic được xác định là thành phan chính cao chiết.Sắc ký lỏng kết hợp với khối phổ cho thấy sự hiện diện của glycosyl quercetin, dẫnxuất amentoflavone và một proanthocyanidin tetramer, với tổng lượng phenol trongdịch chiết là 35,5% và hàm lượng flavonoid là 2,58% (Konan, 2007) Hàm lượnganacardic acid, cardanol và cardol cũng được đánh giá trong quả, hạt điều (sống vàrang) và dau vỏ hạt điều Các alkyl phenol chính và anacardic acid được tim thấy ởhàm lượng cao hơn (353,6 g/kg) trong dau vỏ hạt điều và thấp nhất (0,65 g/kg) trongcác mẫu hạt điều rang Hơn nữa, hạt điều sống và rang cũng chứa hydroxy alkylphenol ở nồng độ thấp (Kumar và ctv, 2002) Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình

rang hạt đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa của hạt điều có vỏlụa đã được nghiên cứu Kết qua cho thấy, nhiệt độ rang tăng tỷ lệ thuận với tong hàmlượng phenol (TPC) thu được đối với mẫu bao gồm nhân và vỏ lụa hạt điều Ngoài

ra, đối với mẫu chỉ có vỏ lụa còn cho hiệu xuất tách chiết TPC cao hơn mẫu tổng hợp(nhân hạt và vỏ lụa) Axit phenolic, cụ thể là axit syringic, axit gallic, và axit p -coumaric cũng đã được xác định có trong mẫu vỏ lụa hạt điều (Neel và ctv, 2011)

1.4 Tổng quan về Catechin và các dẫn xuất

Catechin thuộc nhóm flavonoid của lớp flavan-3-ols với cau trúc cơ bản là mộtnhóm diphenylpropane với hai vòng benzen (vòng A và B) được liên kết bởi 1 vòng

dihydropyran heterocylic (vòng C) — hình thành từ ba chuỗi carbon kín chứa oxygen.

Do đó, sườn cấu trúc của phân tử flavonoid là C6-C3-C6 Trong đó, vòng C có théchứa một nhóm hydroxyl tại phân tử carbon số 3 (Hình 1.3)

Catechin gồm các hợp chất chính như (+)-catechin (C); (—)-epicatechin (EC);

(+)-gallocatechin (GC); (—)-epicatechin gallate (ECG); (—)-epigallocatechin (EGC)

và (—)-epigallocatechin gallate (EGCG) Trong đó, EGCG là đối tượng được nghiêncứu nhiều nhất (Vuong và ctv, 2011) (Hình 1.4)

kh

Hình 1.3 Cấu trúc hóa học của flavonoid với khung sườn cơ bản C6-C3-C6

(Mueller và ctv, 2010)

trihydroxyl trên vòng B, một nhóm gallate tại vi trí C-3 của vòng C và nhóm hydroxyl

tai vị trí C-5 va C-7 của vòng A được bao cáo là có liên quan tới hoạt tính kháng oxy

hóa của catechin (Mueller và ctv, 2010; Reygaert va ctv, 2013).

Trong vỏ lụa hat điều, hàm lượng (+)-catechin va (—)-epicatechin chiếm lần lượt

6 và 7,5% trọng lượng khô Các proanthocyanidin cao phân tử chiếm 40% trên tổng

số hợp chất polyphenol, ngoài ra còn có leucocyanidin và leucopelargonidin (Mathew

và ctv, 1970) Năm 1965, Kantamoni và cộng tác viên đã báo cáo rằng, trong vỏ lụahạt điều ngoài catechin còn có sự hiện diện của gallic acid, caffeic acid, quinic acid

và leucocyanidin.

Hàm lượng catechin và epicatechin trong vỏ lụa hạt điều cao gấp 20 lần và 5 lần

so với socola đen với giá trị lần lượt là 5,70 và 4,46 g/kg chất khô (Trox và ctv, 2010;

Edison và ctv, 2016; Viswanath và ctv, 2016) Nhiều nghiên cứu khác cũng đã chiết

xuất và phân tích hàm lượng các dẫn xuất catechin trong mẫu vỏ lụa hạt điều, kết quảcho thấy hàm lượng catechin, epicatechin và epigallocatechin có sự chênh lệch giữa

các mẫu cao chiết từ vỏ lụa hạt điều khi chiết xuất bằng các loại dung môi khác nhau

(Chandrasekara và ctv, 2011; Le và ctv, 2021).

Nghiên cứu phân tích hàm lượng hợp chất polyphenol, catechin và các dẫn xuất

đã được thực hiện trên ba loại mẫu hạt điều nguyên vỏ, nhân hạt và vỏ lụa hạt điều,cho thấy hàm lượng polyphenol tổng và dẫn xuất catechin cao nhất trên mẫu vỏ lụahạt điều với giá trị lần lượt là 347,99 mg GAE/g cao chiết và 190,12 mg catechin/gcao chiết Trong khi mẫu hạt điều nguyên vỏ với các giá trị lần lượt là 30,24 mgGAE/g cao chiết và 30,558 mg catechin/g cao chiết và mẫu nhân hạt với các giá trilần lượt là 5,28 mg GAE/g cao chiết và 3,83 mg catechin/g cao chiết (Chandrasekara

va ctv, 2011) Trong một nghiên cứu khác cũng đã so sánh hàm lượng catechin va

các dẫn xuất trong mẫu hạt điều có và không có vỏ lụa, kết quả cho thấy mẫu hạt điều

còn vỏ lụa có hàm lượng (+)-catechin và (—)-epicatechin cao hơn trong mẫu hạt điềukhông vỏ lụa với giá trị tương ứng là 5,70 và 4,46 g/kg chất khô (Trox va ctv, 2010).Điều này chứng tỏ hàm lượng catechin trong vỏ lụa hạt điều thường cao hơn tronghạt điều nguyên vỏ hoặc nhân hạt Cho thấy giá trị ứng dụng của vỏ lụa hạt điều làrất tiềm năng

1.5 Hoạt tính sinh học của catechin và các dẫn xuất từ vỏ lụa hạt điều

1.5.1 Hoạt tính kháng vi sinh vật

Catechin có phổ tác động rộng lên rất nhiều loài vi sinh vật như vi khuẩn, virus,nam và ký sinh trùng (Bảng 1.2) Nghiên cứu của Jennifer và cộng tác viên (2011)

cho thấy, trong Ikg vo lụa hat điều có chứa (+)-catechin va (—)-epicatechin với ham

lượng lần lượt là 5,70 g va 4,46 g Trong khi đó hầu hết các dong vi khuẩn thử nghiệmđều nhạy với EGC nồng độ dưới 0,72 mg, do đó với một lượng nhỏ dich chiết vỏ lụa

có thé kiểm soát được sự tăng trưởng của vi khuẩn trong khoảng 6 giờ hoặc có thểlâu hơn (Reygaert, 2014) Hầu hết các tác động trực tiếp của catechin là do catechinbám vào và làm tổn thương lớp mang phospholipid của tế bào vi khuẩn Nghiên cứu

tác động của các dẫn xuất catechin trên Escherichia coli cho thấy rang, polyphenol

đã làm thay đổi sự điều hòa biểu hiện của 17 gen, trong đó có 9 gen tăng điều hòabiểu hiện (gồm có GroEL và các protein tham gia vào quá trình phòng vệ tế bào như

GyrA, RpoS, SodC và EmrK) và 8 gen giảm điều hòa biểu hiện (gồm có các protein

tham gia vào quá trình chuyển hóa năng lượng va carbon như Eno, SdhA, UgpQ vàmột số protein tham gia vào quá trình sinh tổng hợp amino acid như GK và TyrB).Dẫn đến kết quả cuối cùng là gây tổn thương màng tế bao vi khuẩn (Chi và ctv, 2009).Bảng 1.1 Tổng hợp các loại vi sinh vật bị ức chế bởi catechin (Oliveira và ctv, 2015)

Vi khuẩn Virus Nắm Ký sinh

trùng

Acinetobacter baumannii Epstein-Barr Actinomyces spp Trypanosoma

Bacillus cereus virus Aspergillus niger cruzi

Escherichia coli (intestinal) Hepatitis B Candida

Escherichia coli Hepatitis C albicans

Catechin có tác động ức chế lên cả vi khuan gram âm và gram dương (Shah vàctv, 2008) Tuy nhiên, catechin tác động ức chế tốt hơn lên màng tế bào của vi khuẩngram dương tốt hơn so với vi khuan gram âm Điều này có thé là do lớp màng ngoài

lipopolysaccharide (LPS) của vi khuẩn gram âm tích điện âm làm ngăn cản sự tiếp

cận của catechin với màng tế bào của chúng (Huang và ctv, 2005) Màng tế bào bịton thương ức chế khả năng bám của vi khuẩn vào tế bào chủ, đồng thời ức chế khanăng liên kết của vi khuân lại với nhau qua đó ức chế khả năng tạo màng sinh họccủa vi khuẩn (Benzie và ctv, 1999) Ngoài ra, vi khuẩn bị tổn thương màng tế bào bởicatechin cũng cho thấy mắt khả năng sinh độc tố (Severino và ctv, 2009) Trong một

số nghiên cứu đã đánh giá các chất chiết xuất từ vỏ lụa bằng dung môi acetone vàethanol cho thấy các hoạt chất thu được có khả năng kháng khuẩn phổ rộng, chốnglại một số vi khuẩn gây bệnh cho con người như Salmonella typhi, Klebsiellapneumoniae, Escherichia coli và Pseudomonas aeruginosa, vi khuân gram đươngnhu Micrococcus luteus va Staphylococcus aureus (Oliveira va ctv, 2015).

1.5.2 Hoạt tính kháng oxy hóa

Chất chống oxy hóa tự nhiên từ thực vật được báo cáo là có hiệu quả bảo vệ và

làm giảm quá trình oxy hóa do ROS gây ra (Jacob và ctv, 1996) Nghiên cứu hướngđến một lượng đáng kể của các phụ phẩm và sản pham phát sinh từ các nha máy chếbiến hạt thực vật, nhằm khai thác và sử dụng chúng như một nguồn thu nhận chất

chống oxy hóa tự nhiên có giá trị ứng dụng cao hiện đang được quan tâm nghiên cứu

(Amin va ctv, 2006; Rajini và ctv, 2011) Vỏ lụa hạt điều đã được báo cáo là có hoạttính chống oxy hóa mạnh do chứa hàm lượng lớn các hợp chất sinh học, đặc biệtcatechin, epicatechin, epigallocatechin và một số gốc polyphenol khác (Oliveira vactv, 2015; Mạc Xuân Hòa và ctv, 2018) Các dẫn xuất catechin có khả năng khử cácgốc tự do ROS bang cách tạo ra các gốc phenol bền hơn Có rất nhiều phương phápnghiên cứu ở điều kiện in vitro được sử dụng dé đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa

của vỏ lụa hạt điều như khả năng bắt các gốc tự do hữu cơ ABTS* (2,2'-azinobis

(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)) và DPPH* (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl),

hydrogen peroxide (HzO¿) va gốc hydroxyl-deoxirribose Bên cạnh đó, các nghiên cứu

cũng được thực hiện dé đánh giá khả năng khử sắt FRAP (ferric red cingantioxidantpower) và định lượng sản pham hình thành trong quá trình peroxy hóa lipid (LDL).Ngoài ra, nhiều nghiên cứu cho thấy có một mối tương quan giữa hàm lượng phenol

trong vỏ lụa và hoạt tính kháng oxy hóa của chúng (Belsville, 2003; Chandrasekara

và ctv, 2011) Hoạt tính kháng oxy hóa của vỏ lụa hạt điều chứng minh là cao hơnhạt điều khi xử ly ở các nhiệt độ khác nhau trong quá trình chiết xuất (Chandrasekara

va ctv, 2011).

Tương tự như dich chiết trà xanh, vỏ lụa hạt điều với hàm lượng lớn các flavanoid

có tác dụng làm giảm sự hình thành hydrogen peroxide và hạn chế tổn thương DNAnhạy cảm với chiếu xạ tia UVB (Wanasundara và ctv, 2005) EGC và EGCG không chỉbắt các gốc tự do mà còn thực hiện phản ứng cộng hưởng với chất nhận điện tử có khảnăng gây đột biến chang hạn như 2-hydroxyamino-3-methylimidazo-4,5-fquinoline (đây

là chất gây ung thư từ thịt được nấu chín), đo đó cần loại bỏ độc tính của những hợp chất

nay (Fukushima và ctv, 2009).

Bang 1.2 Hàm lượng polyphenol tổng và kha năng khử gốc tự do DPPH của các mẫu

nghiên cứu (Chandrasekara va ctv, 2011)

Hop chat phenolic tan tự do Hop chat phenolic lién két

Mau

Nguyen Nhận Vỏ lụa Nguyen phận 'Yölna

TPC (mg GAE/g nguyên liệu khô đã khử béo) Nguyên liệu thô 7,01 1,14 269,05 0,06 0,028 1436

XU ÔmHHỘI gạp 4.89 308,51 0,16 0,082 426

độ thap

ily (HƯU 3 34 5,28 347,99 0,18 0,089 453

độ cao

Kha nang khir goc ty do DPPH

(mg/g nguyên liệu khô đã khử béo) Nguyên liệuthô 65,35 3,17 179,29 5,07 0,13 81,16

Ey ORME ae a 36,92 640,51 4,95 0,27 7332

độ thâp

THỦ GHẾ 74 96 58,14 708,49 4.68 012 33,07

độ cao

Nhiều nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng, những nhân tố phiên mã nhạy với phảnứng oxy hóa — khử (đóng vai trò kiểm soát sự tăng sinh và tăng trưởng của tế bào)cũng dé bị tác động bởi catechin và các dẫn xuất.

/ <l>Dweclfy scavenging free radicals:

Catective <2> Chelating redox-active metals:

Chmtators - Feevfn otc.

| Pe: Sen, apes "s4

Hình 1.5 Phản ứng chống oxy hóa của catechin và các dẫn xuất

(Fan và ctv, 2017)

1.6 Một số ứng dụng của vỏ lụa hạt điều

Thông thường, lớp vỏ lụa hạt điều thường là thứ pham trong quá trình chế biến.Người ta thường dùng vỏ lụa hạt điều nông nghiệp như làm chat đốt, phân bón hay sanxuất thức ăn cho gia súc Gần đây vỏ lụa hạt điều được biết đến với nhiều công dụngtrong công nghiệp như sản xuất bột màu hay ngành y tế, dược phẩm Tuy nhiên ở ViệtNam, hầu như vỏ lụa hạt điều thường chỉ sử dụng làm phân bón và chất đốt trong cácnôi hơi hay cơ sở nhỏ lẻ, một phần nhỏ được sử dụng chế biến thức ăn chăn nuôi

Sứ dung làm chất đốt: Vỏ lụa hạt điều cũng thường được sử dụng làm chất đốttương tự như vỏ điều trong quá trình sản xuất hạt điều Vỏ lụa điều là chất đễ cháy,bén lửa tốt nhưng nhanh tàn Ngoài ra lượng chất đốt này sau đó được rải xuống đất

đễ tạo ra mùn là chất dinh dưỡng tốt cho cây trồng

Đối với ngành chế biến thức ăn chăn nuôi: Vỏ lụa hạt điều được sử dụng trongngành chế biến thức ăn chăn nuôi nhờ hàm lượng chất dinh đưỡng có trong vỏ lụa.Theo nghiên cứu của Fanimo và cộng tác viên vào năm 2007 đã chứng minh rang, vỏ

lụa hạt điều là nguồn nguyên liệu giàu tannin và polyphenol có thể thủy phân và chứahơn 10,3% chất xơ thô, cao hơn hàm lượng chất xơ có trong cám lúa mì Do đó, vỏlụa hạt điều là nguồn dinh dưỡng tuyệt vời và tốt cho sức khỏe vật nuôi Ngoài ra, vỏlụa hạt điều là phế phẩm từ quá trình sản xuất hạt điều nên có giá thành rẻ hơn rấtnhiều so với cám lúa mì Vì thế, việc ứng dung vỏ lụa hạt điều dé làm thức ăn cho vậtnuôi rất hữu ích và kinh tế, làm giảm đáng ké chi phí sản xuất (Fang và ctv, 2018).

Đối với ngành sản xuất phân bón: Vỏ lụa hạt điều được xem là một trongnhững nguyên liệu mới rất triển vọng cho việc ủ phân compost, vừa cho hiệu quảkinh tế cao bên cạnh làm giảm chi phí sản xuất (Phan Thị Thanh Thủy và ctv, 2017)

Đối với lĩnh vực y tế, hóa dược phẩm: Vỏ lụa hạt điều được ứng dụng đề tạochất lấy cao răng, giúp ngăn ngừa sâu răng do chứa nhiều thành phần kháng khuẩnmạnh hỗ trợ phá vỡ cấu trúc của cao răng, từ đó giúp làm sạch cao răng Bên cạnh

đó, vỏ lụa hạt điều còn được xem một nguồn nguyên liệu lớn đề chiết xuất tannin vàsản xuất acid gallic bằng quá trình lên men vi sinh vật, ứng dụng trong ngành côngnghiệp dược phẩm đề tông hợp thuốc kháng khuẩn (Lokeshwari, 2016) Theo nghiêncứu của Mạc Xuân Hòa và cộng tác viên (2018), vỏ lụa hạt điều là nguồn nguyên liệuđổi dao với giá thành rẻ dé sử dụng trong quy trình sản xuất các hợp chat polyphenol

có khả năng chống oxy hóa hiệu quả, ứng dụng nhiều trong các sản phâm hóa dược

và y tẾ

Đối với công nghiệp bột màu: Vỏ lụa hạt điều có nhiều ứng dụng trong ngànhcông nghiệp bột màu nhờ giá thành rẻ, nguồn nguyên liệu đồi đào cùng với khả năngtạo màu tốt Ngoài ra, bột từ vỏ lụa hạt điều được sử dụng để sản xuất thuốc nhuộm(Patil và ctv, 2015) Hiện nay ở Ấn Độ, chất tạo màu này đang được phát triển nhiều ởcác nhà máy sản xuất và ứng dụng nhiều vi giá thành rẻ, nguyên liệu dé dàng tìm kiếm

Đối với công nghiệp thuộc da: Vỏ lụa hạt điều được nghiên cứu chứa lượng tanninkhá cao, là nguồn nguyên liệu giá rẻ và hiệu quả trong ngành công nghiệp thuộc da

(Ukoha và ctv, 2010) Sự liên kết của tannin trong lớp vỏ lụa ngăn chặn sự ăn mòn Do

đó còn có tiềm năng phát triển các hợp chất thân thiện với môi trường có tính ồn nhiệt

1.7 Tống quan các phương pháp chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học

từ thực vật

Chiết xuất là bước đầu tiên và đóng một vai trò quan trọng đối với kết quả cuốicùng trong những nghiên cứu đánh giá sinh hoạt tính học của các hợp chất có nguồnsốc từ thực vật (Smith và ctv, 2003; Sasidharan và ctv, 2011) Chiết là quá trình dùngdung môi thích hợp đề có thể hòa tan các chất, hợp chất tan có trong thảo dược tạo

thành dich chiết, sao cho chọn lọc được các chất, hợp chat có hoạt tính sinh học cao,

đồng thời tách các hoạt chất này ra khỏi phần bã (không có hoạt tính sinh học) Cácyếu tô chủ yếu ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất là tính chất nền của vật liệu, dung

môi (tỷ lệ dung môi, pH dung môi, độ nhớt, độ phân cực), nhiệt độ, áp suất, kích

thước mẫu và thời gian (Hernández và ctv, 2009) Ngoài ra, chất lượng của hợp chấtchiết xuất còn bị ảnh hưởng bởi bản chất nguồn nguyên liệu, bộ phận của cây (hạt, lá,thân, rễ hoặc vỏ cây), nguồn góc địa lý, giai đoạn trưởng thành, phương pháp bảo quản

và sử dung (Windisch va ctv, 2007) Việc chiết xuất có thé được thực hiện bằng nhiềuquy trình chiết xuất khác nhau dé hiệu suất thu hồi các hợp chất sinh học là cao nhất

Cụ thé, dé nâng cao hiệu suất thu hồi cao chiết, ngoài những phương pháp truyền thông(ngâm, ngắm kiệt, chiết hồi lưu và lôi cuốn hơi nước, Soxhlet) các nhà khoa học đãkhông ngừng nghiên cứu và đưa ra nhiều phương pháp khác nhau như chiết siêu âm(UAE), chiết siêu tới han (SFE), chiết vi sóng (MAE), chiết đưới áp suất cao (ASE)

Nguyên tắc cơ bản của quá trình chiết xuất là cho dung môi ngắm sâu vào bêntrong mẫu, hòa tan các hợp chất bên trong, sau đó sẽ khuếch tán chúng vào lại trongdung môi (khuếch tán phân tử và khuếch tán đối lưu) bao gồm: khuếch tán các chấttan từ trong dược liệu qua mảng tế bào ra mặt ngoài dược liệu (khuếch tán qua 16 xốp

và khuếch tán phân tử), khuếch tán các chất từ mặt ngoài dược liệu ra lớp dung môi

xa hơn (khuếch tán phân tử), khuếch tán các chất theo dòng chuyên động của dungmôi (khuếch tán đối lưu)

Chiết xuất hoạt chất sinh học gồm các bước cơ bản như ở Hình 1.6

Chuân bị nguyên liệu

Le và cộng tác viên năm 2021, đã khảo sát quy trình chiết xuất ở các điều kiện khácnhau trên hai loại dung môi là nước và ethanol Kết quả cho thấy điều kiện tốt nhấtcho chiết xuất catechin trong vỏ lụa hạt điều là ở 60°C với tỷ lệ mẫu so với dung môi

là 1:10 (w:v), đối với quy trình sử dụng dung môi nước có hiệu suất thu hồi cao chiết

là 32,27%, hàm lượng flavonoid là 446,30 mg QE/g cao chiết, hàm lượng catechin và (—)-epicatechin lần lượt là 167,6 và 93,3 mg catechin/g cao chiết Đối vớinghiệm thức str dụng dung môi ethanol có hiệu suất thu hồi cao chiết là 30,74%, hàmlượng flavonoid là 432,67 mg QE/g cao chiét, ham lượng (+)-catechin va (-)-epicatechin lần lượt là 172,4 va 99,8 mg catechin/g cao chiết (Le va ctv, 2021).Chandrasekara và cộng tác viên năm 2011, đã tiến hành tách chiết các hợp chatpolyphenol và các dẫn xuất catechin trong hạt điều nguyên vỏ, nhân hạt và vỏ lụa hạtđiều bằng phương pháp ngắm kiệt trong dung môi ethanol 80% ở nhiệt độ 60°C, thời

(+)-gian chiết là 8 giờ, ty lệ mẫu so với dung môi là 1:15 (v:v) Kết quả chiết xuất chothấy, hiệu suất thu hồi cao chiết của ba mẫu hạt điều nguyên vỏ, nhân hạt và vỏ lụalần lượt là 27,0; 25,1 và 44,2% Hàm lượng polyphenol tổng số của ba mẫu hạt điềunguyên vỏ, nhân hạt và vỏ lụa lần lượt là 30,24; 5,28 và 347,99 mg GAE/g cao chiết.Hàm lượng dẫn xuất catechin tổng số của ba mẫu hạt điều nguyên vỏ, nhân hat và vỏlụa lần lượt là 30,558; 3,83 và 190,12 mg GAE/g cao chiết.

Phương pháp Soxhlet đã được sử dụng trong nghiên cứu tách chiết dẫn xuấtcatechin trong mẫu lá và vỏ lụa hạt điều Nghiên cứu này khảo sát trên hai loại dungmôi ethanol và methanol với tỷ lệ mẫu: dung môi là 1:6 (w:v) Kết quả khảo sát cho

thay, hàm lượng catechin trong mau lá chiết xuất bằng ethanol, methanol lần lượt là

5,83 và 4,95 mg/100 g chất khô Đối với mẫu vỏ lụa có hàm lượng catechin khi chiếtxuất bang ethanol, methanol lần lượt là 13,2 và 12,95 mg/100 g chất khô (Yogini và

ctv, 2010).

Kết luận, phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu và ứng dụng thực tế mà sẽ chọnnhững phương pháp chiết xuất phù hợp Tuy nhiên, hiện nay các phương pháp truyềnthống vẫn được áp dụng rộng rãi bởi những ưu điểm của chúng như chiết kiệt hoàntoàn các hợp chat, kỹ thuật đơn giãn, dé dang áp dụng vao thực tế, vốn đầu tư ban đầukhông cao Đối với những phương pháp hiện đại tuy có ưu điểm tốt là hiệu suất thu hồicao chiết cao, thời gian thực hiện ngắn nhưng chi phí đầu tư ban đầu cao, khó áp dụngtrong quy mô công nghiệp, đòi hỏi trình độ kỹ thuật viên vận hành thiết bị cao

1.8 Tong quan về phương pháp đáp ứng bề mặt

Phương pháp đáp ứng bề mặt (Response surface methodology: RSM) được pháttriển từ những năm 50 của thé kỉ trước bởi nhà khoa học Box và đồng sự Phươngpháp đáp ứng bề mặt bao gồm một nhóm các kĩ thuật toán học và thống kê dựa trên

sự phù hợp của mô hình thực nghiệm để các đữ liệu thực nghiệm thu được liên quanđến thiết kế thí nghiệm (Tran và ctv, 2017) Theo hướng mục tiêu này, các hàm đathức bậc hai hay bậc nhất được sử dụng dé mô tả hệ nghiên cứu đó và khảo sát cácđiều kiện thực nghiệm để tìm ra sự tối ưu Ứng dụng kĩ thuật tối ưu RSM cần trải quacác bước sau: (1) Lựa chọn các biến độc lập ảnh hưởng quan trọng tới hệ nghiên cứu

trong phạm vi giới han của nghiên cứu đó theo mục tiêu và kinh nghiệm của người

nghiên cứu; (2) Thiết kế thí nghiệm và tiến hành thực hiện các thí nghiệm đó theomột ma trận đã vạch ra trước đó; (3) Xử lý về mặt thống kê toán học các dữ liệu thực

nghiệm thu được thông qua sự tương thích của hàm đa thức; (4) Đánh giá tính tương

thích của mô hình; (5) Xác minh tinh khả thi và tính thiết yếu dé tiến hành chuyềnhướng sang ranh giới tối ưu; (6) Tiến hành thí nghiệm dựa trên kết quả tối ưu chotừng biến

Ma trận thiết kế phức hợp trung tâm CCD được mô tả lần đầu tiên bởi hai nhàkhoa học Box và Wilson bao gồm các phần sau: (1) Thiết kế thừa số phân đoạn trêncác mức mã hóa: mức trung bình (0), mức thấp (-1) và mức cao (+1); (2) Thiết kếthêm các điểm nằm ngoài vùng phân đoạn, cach vi trí trung tâm (0) một khoảng ; (3)Biểu diễn các điểm trung tâm dé đánh giá độ lặp lại của phương pháp

Một số tính chất chính của các nhóm các phương pháp thiết kế thí nghiệm cầnphải lưu ý như: Do phải xây dựng phương trình tương quan giữa Y và các X¡ nên các

yếu tố và đáp ứng phải là số, có thé thuộc loại "có hiệu số" hay "có tỷ số": Các vectơcột của ma trận yếu tố mã hóa (theo phương pháp chuẩn) phải trực giao với nhau từngđôi một, đây là điều kiện quan trọng; Phương trình ma trận yếu tố mã hóa (theophương pháp chuẩn) phải trực thuộc Y và các X¡ nên phương trình ma trận tốt trongkhoảng giá trị được khảo sát của các yếu tố Vì thế trước khi thực hiện phương phápnày, ta cần biết khoảng giá trị hợp lý của các yếu tố thông qua kinh nghiệm, tài liệutham khảo hoặc dựa vào kết quả của một số thí nghiệm thăm dò

Kết quả phân tích của mô hình cần thỏa mãn một số điều kiện nhất định dé chứngminh mô hình có độ tương thích, độ tin cậy cao và kha năng ứng dụng tốt của mô

hình như độ chênh lệch giữa giá trị Rˆ dự đoán (Predicted R?) và R” hiệu chỉnh của

mô hình (Adjusted R?) nhỏ hon 0,2; độ chính xác day đủ (Adeq Precision) lớn hon 4;giá trị P-value nhỏ hơn 0,05; giá trị F-value càng lớn thì yếu té tác động càng mạnh;

hệ số biến động (C.V%) nhỏ hơn 10% và mức độ không tương thích (Lack of Fit) lớn hon

0,05 thì có khả năng ứng dụng khá cao (Aourabi và ctv, 2020).

1.9 Nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan

Trong nước hau như có rat ít tài liệu nghiên cứu trên đối tượng vỏ lụa hạt điều(Anacardium occidentale) cũng như việc ứng dụng các hợp chất đầy tiềm năng và déidào của chúng trong hướng ứng dụng thực phẩm, được phẩm Tuy nhiên, trên thếgiới, các nghiên cứu khoa học về vỏ lụa hạt điều được công bố hằng năm, cũng như

tiềm năng ứng dụng trong thực phẩm, hương liệu, dược liệu, thực phẩm chức năng

của chúng đã được nghiên cứu rộng rãi ở các quốc gia như An Độ, Iran, Nhật Ban,Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ

Trong nước

Nghiên cứu của Mạc Xuân Hoà và cộng tác viên (2018) đã tiến hành thu nhậnđược polyphenol tổng với hàm lượng là 194,99 mg GAE/g chất khô bằng phươngpháp trích ly có hỗ trợ vi sóng Đồng thời, tác giả cũng đã xác định hoạt tính khángoxy hóa của dịch trích ly thể hiện qua khả năng bắt gốc tự do DPPH thấp hơn với giátrị ICso (88,68 g/mL so với ICso của chất kháng oxy hóa đối chứng vitamin C (12,93ug/mL) Một nghiên cứu khác của Le và cộng tác viên (2021) cũng đã chiết xuất vàphân tích hàm lượng các dẫn xuất catechin trong mẫu vỏ lụa hạt điều Kết quả chothấy, hàm lượng (+)-catechin và (—)-epicatechin trong mẫu cao chiết nước lần lượt là167,6 và 93,3 mg catechin/g cao chiết, đối với mẫu cao chiết được chiết trong ethanol

có giá trị lần lượt là 172,4 và 99,8 mg catechin/g cao chiết

Ngoài nước

Belsville và cộng tác viên (2003) đã nghiên cứu cho thấy có một mối tươngquan giữa hàm lượng phenol trong vỏ lụa và hoạt tính kháng oxy hóa và bắt giữ cácgốc tự do của chúng Nghiên cứu của Wanasundara và cộng tác viên (2005) cũng chỉ

ra rằng, trong vỏ lụa hạt điều có chứa hàm lượng lớn các flavanoid có tác dụng làmgiảm sự hình thành hydrogen peroxide và hạn chế tôn thương DNA nhạy cảm vớichiếu xạ tia UVB

Năm 2010, Yogini và cộng tác viên đã nghiên cứu thu nhận và định lượng hoạtchất polyphenol, các dẫn xuất catechin trong lá điều và vỏ lụa hạt điều với phươngpháp phân tích sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Kết quả cho thấy, việc sảng lọc

catechin được thực hiện bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (TLC), các hoạt chatcatechin này được đặc trưng bởi các phố P — NMR, MS và IR Độ tinh khiết củacatechin cô lập là 99,30% dựa trên phương pháp được thiết lập bằng phân tích HPLC.Giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) được tìm thấy lần lượt là0,2 ug và 0,6 ug với giá trị R là 2,5 phút với hàm lượng catechin tối đa được tim thaytrong chiết xuất từ lá điều là 5,70% và vỏ lụa hạt điều là 13,65%.

Nghiên cứu của Nagaraja và cộng tác viên (2010), đã tiến hành phân tích thành

phần tannin, protein, tinh bột, đường và phenol từ nhiều mẫu vỏ lụa hạt điều được thu mua tại An Độ và được so sánh với các thành phần của vỏ lụa hạnh nhân Kết quảcho thay hàm lượng tannin trong vỏ lụa hạnh nhân thấp hơn so với vỏ lụa hạt điều

Không chi là một nguồn tannin dồi dào, với hàm lượng protein và tinh bột lớn đáng

kể, vỏ lụa hạt điều còn có thể là một nguồn nguyên liệu đầy tiềm năng trong khoa họcthực phâm hoặc phụ gia và thức ăn chăn nuôi

Nghiên cứu của Trox va cộng tác viên (2010), đã xác định hàm lượng

(+)-catechin và (—)-epi(+)-catechin trong mẫu vỏ lụa hạt điều tương ứng là 5,70 và 4,46 g/kgchất khô Đồng thời, nghiên cứu cũng chỉ ra sự khác biệt về hàm lượng các hợp chất

có trong các mẫu hạt nhân chứa vỏ lụa so với các mẫu không có vỏ lụa, cụ thể hàm

lượng Ø-carotene cao hơn đáng kể (218 so với 89,6 g/kg chất khô), lutein (525 so với

292 g/kg chất khô) và a-tocopherol (10,1 so với 2,4 mg/kg chất khô), hàm lượng

zeaxanthin tương đương (7,0 so với 7,1 g/kg chất khô), c-tocopherol (10,6 so với 10,1

mg/kg chất khô), stearic acid (41 so với 43 g/kg chất khô), oleic acid (214 so với 219g/kg chất khô) va linoleic acid (69 so với 62 g/kg chất khô), nhưng nồng độ thiaminethấp hơn (3,0 so với 10,7 mg/kg chất khô) Nhân chứa vỏ lụa cung cấp lượng catechincao và nồng độ Ø-caroten, lutein và a-tocopherol cao hơn so với nhân hạt điều không

có vỏ lụa Điều này có thể có những lợi ích tiềm năng về sức khỏe người tiêu dùng

Chandrasekara và cộng tác viên (2011), đã nghiên cứu và đánh giá về khả năngchống oxy hóa của các hợp chất phenolic từ dịch chiết vỏ lụa hạt điều Kết quả củanghiên cứu cho thấy, tổng hàm lượng phenolic của vỏ lụa hạt điều đạt 656,2 mg

GAE/g (mẫu vỏ lua thô), 701,2 mg GAE/g (mẫu được rang ở 70°C và bảo quản tại

4°C), và 790,9 mg GAE/g (mẫu được rang ở 130°C và bảo quản nhiệt độ phòng) cho

thấy hàm lượng TPC trong dịch chiết vỏ lụa hạt điều cao hơn nhiều so với nhân hạtchứa 5 mg GAE/g va TPC trong vỏ lua tăng khi tăng nhiệt độ xử lý vỏ lụa Ngượclại, khả năng ức chế quá trình oxy hóa cholesterol LDL (low density lipoprotein) củanhân hạt điều đạt 69,03 % cao hơn so với vỏ lụa 56,82 % sau 24 giờ quan sát Ngoài

ra, nghiên cứu còn thu được kết quả hệ số kháng oxy hóa (AAC) đối với hệ mẫu

Ø-carotene-linoleate sau 120 phút của 1g mẫu dịch chiết vỏ lụa (~370) cao hơn trong 1g

mau dịch chiết nhân điều (~340) Các kết quả cho thấy rằng chiết xuất từ vỏ lụa hạtđiều có thể được sử dụng như một nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên tiềm năng trongcác ứng dụng thực phâm dé giảm nguy cơ bệnh tật

Neel và công sự (2011) đã khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình rang

hạt đến hàm lượng polyphenol, các dẫn xuất catechin và hoạt tính chống oxy hóa củahạt điều có vỏ lụa Kết quả cho thấy, nhiệt độ rang tăng tỷ lệ thuận với tổng hàmlượng phenol thu được đối với mẫu bao gồm nhân và vỏ lụa hạt điều Ngoài ra, đốivới mẫu chỉ có vỏ lụa còn cho hiệu xuất tách chiết TPC cao hơn mẫu tổng hợp (nhân

và vỏ lua) Acid phenolic, cụ thé là acid syringic, acid gallic và acid p - coumaric

cũng đã được xác định có trong mẫu vỏ lụa hạt điều Các dẫn xuất (+)-catechin,

(—)-epicatechin và epigallocatechin cũng được phát hiện có trong mẫu và hàm lượng của

chúng tăng lên khi nhiệt độ tăng (Neel và ctv, 2011).

Nghiên cứu của Armstrong và cộng tác viên (2012) đã phân tích thành phầntrong vỏ lụa hạt điều nhằm mục đích sử dụng chúng làm thức ăn cho heo Kết quảcho thấy hàm lượng protein thô, chất xơ thô, chất béo lần lượt là 190; 103 và 20,1g/kg, ngoài ra còn có các nguyên tố vi lượng như Canxi (5,6 g/kg), Photpho (1,9

g/kg), Kali (1,5 g/kg), Magie (5,8 g/kg).

Năm 2014, Lenin va cộng tác viên đã nghiên cứu trích ly tannin từ vỏ lua hạtđiều công nghiệp bằng dung môi methanol và sử dụng tannin thu nhận được để lênmen chìm sản xuất gallic acid nhờ vi sinh vật

Reygaert và cộng tác viên (2014) đã nghiên cứu chứng minh được hau hết cácdòng vi khuẩn được kiểm tra đều nhạy với EGC trong chiết xuất vỏ lụa hạt điều ởnồng độ dưới 0,72mg, do đó với một lượng nhỏ dich chiết vỏ lụa, có thé kiểm soát

được sự tăng trưởng của vi khuẩn trong khoảng 6 giờ hoặc có thé lâu hơn Trongnghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất từ chiết xuất vỏ lụa hạtđiều (chiết từ acetone và ethanol) của Oliveira va cộng tác viên (2015) cho thấy,chúng có khả năng kháng khuân phô rộng, hoạt động chống lại một số vi khuẩn gâybệnh, đó là vi khuẩn gram âm Salmonella typhi, Klebsiella pneumoniae, Escherichiacoli và Pseudomonas aeruginosa, vi khuan gram đương như Micrococcus luteus va

Staphylococcus aureus.

Năm 2017, Neslihan va cộng tác viên đã nghiên cứu va đưa ra một đánh giá về

các hợp chất phenolic có trong nhân và vỏ của các loại hạt, dựa vào kết quả phân tích

trên mẫu hạt còn sống và đã rang chín Kết quả chỉ ra rằng các hoạt chất chống oxyhóa và hợp chat phenolic thường tập trung ở lớp vỏ mau nâu bao quanh nhân hạt điều,tông hàm lượng TPC trong hạt điều bao gồm cả hai dang là phenolic tan tự do (soluble

— free form) và phenolic liên kết (bound form) Trong lớp vỏ lụa hạt điều hàm lượngcủa phenolic tan tự do và hàm lượng phenolic liên kết lần lượt là 12,36 và 3,52 mgGAE/g Các hợp chat phenolic trong hạt điều hầu hết ở dạng hòa tan tự do, dạng liênkết chỉ chiếm 0,5 — 2% TPC Bên cạnh đó, nghiên cứu còn cho thay khả năng chốngoxy hóa của các hợp chất phenolic đạng liên kết từ dịch chiết vỏ lụa hạt điều cao hơn

31,8 lần so với nhân điều Tương tự, khả năng chống oxy hóa của hợp chất phenolic

tự do từ dịch chiết vỏ lụa hạt điều cao hơn trong nhân 18,9 lần Từ kết quả này có thểthấy rằng lớp vỏ lụa hạt điều đóng góp nhiều vào TPC và các hoạt tính chống oxy

hóa của hạt.

James và cộng tác viên (2019) đã chỉ ra rằng, dầu vỏ lụa hạt điều còn được ứngdụng trong công nghiệp tây rửa nhờ khả năng tổng hợp thành 3-nolyphenol, một chấtthay thé tiềm năng của 4-nolyphenol, chất bị cắm sử dụng trong hóa chất tay rửa ởmột số quốc gia do ảnh hưởng đến sức khỏe

Năm 2021, Le và cộng tác viên đã nghiên cứu chiết xuất hoạt chất catechin trong

vỏ lụa hạt điều Quy trình chiết vỏ lụa hạt điều bằng dung môi nước (WE) đã được lựachọn đề chiết xuất (+)-catechin và (—)-epicatechin trong vỏ lụa hạt điều Các yếu tố ảnhhưởng đến quy trình chiết tách bao gồm số lần chiết, nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ dungmôi : nguyên liệu Trong điều kiện tối ưu bao gồm chiết hai lần, chiết ở 60°C, trong thời

gian 60 phút và tỷ lệ dung môi: nguyên liệu là 10 : 1 mL/g, kết quả 1g dịch chiết vớidung môi nước (WE1) chứa 151,2 mg (+)-catechin và 85,2 mg (—)-epicatechin Cac gia

trị này cao gấp ba lần so với nguyên liệu thô, lần lượt là 55,0 và 31,0 mg Bằng cách sửdụng chiết xuất phân đoạn với ethyl acetate (WE2), lượng (+)-catechin và (—)-epicatechintrên một gam dịch chiết WE2 tăng lên 219,4 và 123,6 mg So với chiết xuất ban đầu,lượng catechin trong WE2 tăng gấp 1,5 lần, điều này cho thay hiệu quả của phươngpháp này trong việc tinh chế các hợp chat flavonoid

Đến thời điểm hiện tại, các nghiên cứu trên đối tượng vỏ lụa hạt điều ở ViệtNam và trên thế giới cũng cho thay được đây là một nguồn nguyên liệu đầy tiềm năng

dé chiết xuất các hợp chất sinh học, đặc biệt là catechin và các dẫn xuất Các nghiêncứu này cơ bản đã xác định được hàm lượng của một số hợp chất chất trong vỏ lụahạt điều, đưa ra một số phương pháp tách chiết cho hiệu suất thu hồi cao chiết khácao, đánh giá được một số hoạt tính sinh học của chúng Tuy nhiên, các nghiên cứuhiện tại chỉ dừng lại ở một số đánh giá cơ bản, chưa có sự so sánh về hiệu suất thuhồi và hàm lượng các hợp chất chiết xuất được giữa nhiều loại dung môi tách chiết,vẫn cần có thêm nhiều nghiên cứu chuyên sâu dé có thé xác định được hoạt tính sinhhọc và các tiềm năng ứng dụng các hoạt chất từ vỏ lụa hạt điều Kế thừa một số kếtquả của các nghiên cứu trước, đề tài tiếp tục phát triển đánh giá hiệu suất thu hồi caochiết trên nhiều loại dung môi tách chiết khác nhau, đồng thời xác định hàm lượngcác hợp chất chính trong các loại cao chiết vỏ lụa hạt điều này, tối ưu hóa các điềukiện tách chiết dé đưa ra được một quy trình chiết xuất thu nhận các hợp chất có giátrị từ vỏ lụa hạt điều tối ưu nhất, đánh giá được hoạt tính kháng oxy cũng như độ bềncủa các chất kháng oxy hóa có trong cao chiết vỏ lụa hạt điều, ngoài ra nghiên cứucòn tập trung đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật, nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) vàdiệt khuẩn tối thiểu (MBC) trên một số chủng vi sinh vật gây bệnh trên da nhằmhướng tới tạo ra một dòng sản phẩm kem bôi da có tác dụng điều trị các bệnh trên da

và làm lành vết thương Đây có thê được xem là những điểm mới mà đề tài hướngđến dé giúp chứng minh được vỏ lụa hạt điều là một nguồn nguyên liệu để chiết xuấtcác hợp chất sinh học có giá trị ứng dụng cao