Đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim se

Tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lip

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: TS HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO

Nha Trang, tháng 7 năm 2013

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực tập tốt nghiệp nhờ vào sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ, tạo điều kiện của các thầy cô trong Khoa Công nghệ Thực phẩm và các cán bộ phòng thí nghiệm em đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình Nhân đây:

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô, cán bộ trong Khoa Công nghệ Thực phẩm đã giúp em hoàn thành đồ án của mình

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo

đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và động viên em trong suốt thời gian làm đồ án

Qua đây em cũng gửi lời cảm ơn tới các anh chị cao học và các bạn đã giúp đỡ, động viên em trong thời gian qua

Cuối cùng cho em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình và người thân đã hỗ trợ về kinh phí và luôn đông viên tinh thần em trong suốt thời gian học tập tại Trường

Nha Trang, tháng 6 năm 2013

Sinh viên

Phạm Thị Nguyệt

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ vi

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

1.1 Giới thiệu chung về sen 3

1.1.1 Nguồn gốc của sen 3

1.1.2 Phân bố và đặc tính thực vật của cây sen 3

1.1.3 Thành phần hóa học của các bộ phận cây sen 5

1.1.4 Giá trị dược liệu của các bộ phận cây sen 8

1.1.5 Giá trị sử dụng của các bộ phận cây sen 10

1.1.6 Tình hình trồng và tiêu thụ sen trên thế giới và trong nước 11

1.2 Giới thiệu về tim sen 11

1.3 Sự oxy hóa và chất chống oxy hóa 13

1.3.1 Sự oxy hóa 13

1.3.1.1 Gốc tự do 14

1.3.1.2 Nguồn gốc hình thành các gốc tự do 14

1.3.1.3 Ảnh hưởng của gốc tự do đối với cơ thể 15

1.3.2 Chất chống oxy hóa 16

1.3.2.1 Khái niệm chất chống oxy hóa 16

1.3.2.2 Sự chống oxy hóa 17

1.3.2.3 Phân loại chất chống oxy hóa 17

1.3.2.4 Các chất chống oxy hóa tự nhiên 17

1.4 Một số phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa 22

1.4.1 Phương pháp phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH 22

1.4.2 Phương pháp phân tích tổng năng lực khử 23

1.4.3 Phương pháp phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số TBA 24

1.4.4 Phương pháp phân tích khả năng khử hydroperoxide 27

1.4.5 Phương pháp TRAP 27

1.4.6 Phương pháp FRAP 28

1.4.7 Phương pháp FTC 28

1.4.8 Phương pháp TEAC 29

1.4.9 Phương pháp TAC (Determination of Total Antioxidant Capacity) 29

1.4.10 Phương pháp DMPD (N, N-dimethyl-p-phenylene diamindihydrochloride) 29

1.4.11 Phương pháp Phospho molybdenum 29

1.4.12 Khảo nghiệm Conjugated diene 29

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.1 Nguyên liệu và hóa chất 31

2.1.1 Nguyên liệu 31

2.1.2 Hóa chất 31

2.2 Phương pháp nghiên cứu 31

2.2.1 Chuẩn bị dịch chiết tim sen 31

2.2.2.Đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen 33

2.2.3 Các phương pháp phân tích 36

2.2.3.1 Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào khả năng khử gốc tự do DPPH 36

2.2.3.2 Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào tổng năng lực khử 38

2.2.3.3 Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào khả năng khử hydrogen peroxide 39

2.2.3.4 Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 40

2.2.3.5 Phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 43

2.3 Phương pháp xử lý số liệu 45

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích dựa vào mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 46

3.2 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích dựa vào mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 47

3.3 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen được phân tích dựa vào khả năng khử gốc tự do DPPH 48

3.4 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen được phân tích dựa vào tổng năng lực khử 49

3.5 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen được phân tích dựa vào

khả năng khử hydrogen peroxide 50

3.6 Tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 và trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 51

3.7 Tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 52

3.7.1 Tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 52

3.7.2 Tương quan giữa tổng năng lực khử với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 53

3.7.3 Tương quan giữa khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 54

3.8 Tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 55

3.8.1 Tương quan giữa khả năng khử gốc tự do DPPH với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 55

3.8.2 Tương quan giữa tổng năng lực khử với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 56

3.8.3 Tương quan giữa khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58

1 Kết luận 58

2 Đề xuất ý kiến 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO I PHỤ LỤC III

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Các polyphenol chính, nguồn gốc và tính chất của chúng .18

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Hạt sen 5

Hình 1.2 Lá sen 5

Hình 1.3 Ngó sen 6

Hình 1.4 Gương sen 7

Hình 1.5 Tua nhị sen 7

Hình 1.6 Hạt gạo 8

Hình 1.7 Củ sen 8

Hình 1.8 Tim sen khô 12

Hình 1.9 Nguồn gốc hình thành các gốc tự do 15

Hình 1.10 Sơ đồ phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH 23

Hình 1.11 Sơ đồ phân tích tổng năng lực khử 24

Hình 1.12 Phương trình phản ứng giữa malonyl dialdehyde và thiobarbituric 24

Hình 1.13 Sơ đồ phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số TBA 26

Hình 1.14 Sơ đồ phân tích khả năng khử hydroperoxide 27

Hình 2.1 Quy trình chuẩn bị dịch chiết từ tim sen 32

Hình 2.2 Sơ đồ minh họa phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy dựa vào mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 34

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen 35

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết tim sen 36

Hình 2.5 Đường chuẩn DPPH 37

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích tổng năng lựckhử của dịch chiết tim sen 38

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích khả năng khử H2O2 của dịch chiết tim sen 40

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích hoạt tính chốngoxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào mô hình phản ứng Fentontrong hệ lipid/myoglobin/H2O2 42

Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích hoạt tính chốngoxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào mô hình phản ứng Fentontrong hệ lipid/FeCl2/H2O2 44

Hình 3.1 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim senphân tích dựa vào mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 46

Hình 3.2 Hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim senphân tích dựa vào

mô hình Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 47

Hình 3.3 Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch chiết tim sen 48

Hình 3.4 Tổng năng lực khử của dịch chiết tim sen 49

Hình 3.5 Khả năng khử H2O2 của dịch chiết tim sen 50

Hình 3.6 Tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/ H2O2 và trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 51

Hình 3.7 Tương quan giữa khả năng khử DPPH với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 52

Hình 3.8 Tương quan giữa tổng năng lực khử với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 53

Hình 3.9 Tương quan giữa khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 54

Hình 3.10 Tương quan giữa khả năng khử DPPH với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 55

Hình 3.11 Tương quan giữa tổng năng lực khử với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 56

Hình 3.12 Tương quan giữa khả năng khử H2O2 với hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen phân tích theo mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl2/H2O2 57

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, con người đang phải đối mặt với nhiều loại bệnh lý nguy hiểm như bệnh lão hóa, bệnh tim mạch, bệnh đột quỵ, bệnh thần kinh, đục tinh thể, thoái hóa hoàng điểm ở mắt, nguy cơ mắc các bệnh ung thư cao, chứng thiếu máu cục bộ và làm giảm khả năng tự miễn dịch cũng như hoạt động nội tiết của

cơ thể Mà nguyên nhân chính được các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực sức khỏe nói đến là do xảy ra stress oxy hóa dẫn đến sự tăng quá nhiều gốc tự do Trong khi đó, hệ thống "chất chống oxy hoá nội sinh" không đủ sức cân bằng để vô hiệu hoá do đó các nhà khoa học đặt vấn đề dùng các "chất chống ôxy hóa ngoại sinh" (tức là từ bên ngoài đưa vào cơ thể) với mục đích phòng bệnh, nâng cao sức khoẻ, chống lão hoá Các chất chống oxy hóa ngoại sinh từ tự nhiên đã được xác định như beta-caroten, chất khoáng selen, các hợp chất flavonoid, polyphenol,…

và còn cả các chất chống oxy hóa ngoại sinh tổng hợp như BHA, BHT, gallate,… Tuy nhiên, các chất chống oxy hóa tổng hợp có thể gây hại đến sức khỏe người tiêu dùng

Propyl-Ngoài ra, trong lĩnh vực thực phẩm cũng đang phải đối mặt với khó khăn trong việc bảo quản các sản phẩm chứa dầu mỡ cũng như các sản phẩm dễ bị oxy hóa dẫn đến làm giảm giá trị dinh dưỡng, cảm quan và có thể gây độc cho người tiêu dùng

Theo công bố của các nhà khoa học cho thấy trong thành phần dịch chiết tim sen có chứa các chất có hoạt tính chống oxy hóa mạnh, đặc biệt là các hợp chất polyphenol với hàm lượng thấp

Bên cạnh đó, nước ta có diện tích trồng sen lớn tại các đầm lầy thuộc các tỉnh đồng bằng Sông Cửu Long và vùng trung du suốt từ Bắc vào Nam Hầu hết các bộ phận của sen được sử dụng rộng rãi trong đời sống, kể cả trong ẩm thực

và trong y học Nhưng tim sen ít được sử dụng hơn do trong thành phần hóa học của tim sen có chứa một hàm lượng tượng đối lớn các alkaloid (khoảng 0,89÷1,06%) gây ra vị đắng nên đa số được dùng làm thuốc an thần chữa mất ngủ trong đông y

Những nghiên cứu về hoạt tính sinh học của dịch chiết tim sen trước đây [7], [8], [9], [13] và đồ án tốt nghiệp của Phan Thị Kim Ngân, Ma Thị Xuân Mai chỉ mới khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào khả năng khử gốc tự do, tổng năng lực khử và khả năng khử hydroperoxide nên chưa đánh giá được chính xác hoạt tính chống oxy hóa lipid của dịch chiết tim sen Để ứng dụng dịch chiết tim sen như một chất chống oxy hóa tự nhiên cần phải nghiên cứu đánh giá hoạt tính chống oxy hóa lipid của nó Chính vì vậy, nghiên cứu này đã áp dụng mô hình phản ứng Fenton để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen và đánh giá khả năng áp dụng của mô hình để phân tích hoạt tính chống oxy hóa

Nội dung thực hiện đề tài:

- Phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen áp dụng mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/myoglobin/H2O2 và trong hệ lipid/FeCl2/H2O2

- Phân tích hoạt tính chống oxy hóa của dịch chiết tim sen dựa vào khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H2O2

- Phân tích mối tương quan giữa hoạt tính chống oxy hóa đánh giá theo

mô hình Fenton với khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H2O2 của dịch chiết tim sen

Trong quá trình nghiên cứu nhờ sự hướng dẫn tận tình của thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và kiến thức tích lũy được trong thời gian học tập tại Trường

em đã hoàn thành được đề tài tốt nghiệp của mình Tuy nhiên, sự hiểu biết còn ít

và còn thiếu kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi thiếu sót trong bài Vì vậy,

em rất mong được sự giúp đỡ, góp ý của quý thầy cô và các bạn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu chung về sen

1.1.1 Nguồn gốc của sen

Cây sen (Nemlumbo nucifera Gaerth) hay (Nelumbium speciosum Willd) thuộc họ Nelumboaceae, có nguồn gốc Châu Á, xuất phát từ Ấn Độ (Makino,

1979), sau đó lan ra các vùng Đông Bắc Úc Châu cách đây hàng ngàn năm Hiện nay, cây sen có mặt phổ biến ở các nước Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Việt Nam, vùng Đông Bắc Úc, New Guinea và Trung Đông Sen là loại cây thủy sinh rất hữu dụng, nó không chỉ mang lại giá trị về mặt vật chất mà còn biểu tượng cho giới tâm linh và văn hóa của các nước Châu Á Chính vì thế mà ngay từ xa xưa sen đã có mặt trong các lễ hội để biểu tượng cho sự tao nhã và nhân cách sống của con người Trung Quốc là một trong những đất nước có nền văn hóa độc đáo và cũng gắn nhiều với sen Đã có nhiều công trình nghiên cứu khảo cổ học Trung Quốc tìm thấy dấu tích của sen từ lâu đời: năm 1972 đã tìm thấy đá hóa thạch của hạt sen 5.000 tuổi tại tỉnh Vân Nam, năm 1973 hạt sen 7.000 năm tuổi khác đã được tìm thấy ở tỉnh Chekiang (Trung Quốc) Và các nhà khảo cổ học Nhật Bản cũng tìm thấy hạt sen 1.200 tuổi bị thiêu đốt trong hồ cổ sâu 6m ở Chiban (Iwao, 1986) nên họ cho rằng một số giống sen thì xuất phát từ Nhật Bản còn sen lấy củ thì xuất phát từ Trung Quốc (Takashashi, 1994)

1.1.2 Phân bố và đặc tính thực vật của cây sen

Sen phân bố ở hầu hết các vùng nhiệt đới Châu Á và Châu Mỹ, được trồng nhiều ở ao hồ, vùng trũng thấp và vùng đồng bằng nhưng nó phát triển mạnh khi trồng vùng đất bị ngập, đầm lầy Sen là loại cây ưa khí hậu nóng ẩm của vùng nhiệt đới nên được trồng nhiều ở hầu hết các nước trong khu vực Đông Nam Á như Campuchia, Thái Lan, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam và một số tỉnh phía nam Trung Quốc Ở nước ta sen được trồng hay mọc tự nhiên phổ biến ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như Đồng Tháp Mười và vùng tứ giác Long Xuyên thuộc tỉnh An Giang với hàng trăm hecta sen mọc tập trung Ngoài ra, sen cũng được trồng rải rác ở các tỉnh Trung Bộ và Bắc Bộ

Cây sen có thân rễ (ngó sen) hình trụ, mọc bò lan dài trong bùn, hệ thống thân rễ rất phát triển, phân nhánh theo chiều ngang và nằm sâu dưới lớp bùn đến 0,5m, từ các đốt của thân rễ mọc lên nhiều lá Lá sen hình tròn có đường kính khoảng 30÷70cm và mọc vượt khỏi mặt nước Lá có cuống dài, mép lá uốn lượn, màu lục xám, giữa lá trũng xuống, mặt sau đôi khi điểm những đốm màu tía, gân hình khiên và hằn rõ Độ dài của cuống lá tùy thuộc vào mực nước nông hay sâu

để phiến lá vượt khỏi mặt nước thực hiện chức năng quang hợp và hô hấp Theo

Đỗ Huy Bích và công tác viên (2003) cây sen có hoa to mọc riêng lẻ trên cuống dài và thẳng phủ đầy gai nhọn, đường kính 8÷12 cm, màu hồng, hồng đỏ hay trắng (tùy theo giống) Hoa có 3÷5 lá đài màu lục nhạt và rụng sớm Cánh hoa phía trong to, khum lòng máng, những cánh hoa ở giữa và phía trong nhỏ hẹp dần Nhị hoa rất nhiều màu, chỉ nhị mảnh, có phần phụ ở đầu là gạo sen có màu trắng và thơm, bộ nhụy gồm nhiều lá nõn rời nằm trên một đế hoa hình nón ngược (gương sen) Hoa nở vào buổi sáng, thụ phấn nhờ côn trùng và gió vào buổi trưa hay đầu buổi chiều Mùa hoa thường bắt đầu sau 2÷3 tháng sau khi trồng (bằng cây non) và sẽ thu hoạch sau 0,5÷2 tháng Mùa hoa thường bắt đầu vào tháng 5÷6 và mùa quả vào tháng 7÷9

Quả bé có núm nhọn thường gọi là hạt sen, phần trước mỏng và cứng có màu lục tía, phần giữa mềm chứa tinh bột màu trắng ngà và trong là lá mầm dài màu lục thẫm (tim sen) Khả năng tái sinh tự nhiên chủ yếu của sen là hạt Tuy nhiên, người ta thường dùng các đoạn thân rễ có chồi để trồng Đời sống của cây sen phụ thuộc chủ yếu vào sự sinh trưởng của lá Nếu trong vòng 2÷3 tháng cắt toàn bộ lá trên mặt nước phía dưới thân rễ của sen sẽ bị chết

1.1.3 Thành phần hóa học của các bộ phận cây sen

Hình 1.1 Hạt sen

Hạt có thành phần chính là tinh bột nên được sử dụng để nấu chè, làm mứt hay được sử dụng như vị thuốc trong thang thuốc cổ truyền chữa thần kinh suy nhược, mất ngủ đi tiêu lỏng, thuốc bổ tỳ Hạt sen hình trứng, rốn hạt hình vạch, kích thước hạt từ 3÷25 µm Ngoài ra hạt sen còn chứa các alkaloids như lotusine, demethyl coclaurine, liensinine, iso-liensinine

Hình 1.2 Lá sen

Lá sen có nhiều alkaloid (tỷ lệ alkaloid toàn phần từ 0,2÷0,5%) đã được phân lập và xác định cấu trúc: nuciferin, anonain, roemrin, pronuciferin, N-

nornuciferin, O-nornuciferin, N-methyl-coclaurin, 4-methyl-N-methylcoclaurin, nepherin, liriodennin, dehydroroemerin, armepavin, dehydronuciferin, dehydroanonain, N-methylsococlaaurin Nuciferin là thành phần chính (0,15%) Ngoài ra còn có các acid hữu cơ (như gluconic acid, citric acid, malic acid, succinic acid), tannin, vitamin C và các flavonoid: quercetin, isoquercitrin, leucocyanidin, leucodelphinindin

Hình 1.6 Hạt gạo

Hình 1.7 Củ sen

Củ sen có chứa 70% tinh bột và một số chất như: asoaragin, arginin, trigonellin, tyrosin, glucose, vitamin A, B, C, PP và một số ít tannin

1.1.4 Giá trị dược liệu của các bộ phận cây sen

Các bộ phận của cây sen đều chứa các thành phần hóa học có giá trị dược liệu do đó đã có nhiều công trình nghiên cứu dược về sen đã chứng minh được dịch chiết của tất cả các bộ phận của sen đều có tác dụng rất tốt Theo một nghiên cứu tại phân khoa y học tự nhiên tại Đại học Dược Toyama (Nhật) các

polyphenol trong sen có hoạt tính tiêu diệt gốc tự do sinh ra bởi DPPH rất mạnh Các polyphenol cô lập được như procyanin B-3, methyl gallate, quercetin, quercetin galactoside, quercetin-3-O-rutinose và kaemferol Một nghiên cứu khác tại phân khoa Thực phẩm và Kỹ thuật sinh học tại Đại học quốc gia Pukyong (Nam Hàn) ghi nhận dịch chiết bằng methanol từ tua nhị sen có chứa flavonoids

có hoạt tính chống oxy hóa rất mạnh trong hệ thống thử nghiệm Peroxyd nitric và hoạt tính cao hơn mức bình thường trong hệ thống DPPH Và một nghiên cứu khác tại trung tâm Nghiên cứu Y-Dược, Đại học Wonk wang (Nam Hàn) đã ghi nhận dịch chiết ethanol từ sen có khả năng dọn sạch gốc tự do khá mạnh với mức

ức chế ở nồng độ 6,49mcg/ml (thử nghiệm trên hệ thống DPPH), ngoài ra dịch chiết còn có tác dụng tốt lên tế bào gan như ức chế sự tăng enzyme gan và ức chế tác động độc hại gây bởi alpha-toxin B1 và CCl4 Và các nhà nghiên cứu cũng đưa ra giải thích tác động bảo vệ gan của dịch chiết có thể do khả năng chống oxy hóa của dịch chiết Theo kết quả nghiên cứu của phân khoa Dược Đại học Jadavpur (Ấn Độ) dịch chiết thân sen bằng ethanol có tác dụng hạ nhiệt Theo kết quả nghiên cứu của Đại học nông nghiệp Bangladesh (04/1998) dịch chiết từ rễ sen có tác dụng chống tiêu chảy Và thêm các nghiên cứu về tác dụng rất tốt của dịch chiết củ sen bằng ethanol tại phân khoa Kỹ thuật Dược, Đại học Jadavpur (Ấn) cho thấy dịch chiết có tác dụng hạ đường trong máu do có khả năng cải thiện mức dung nạp glucose và tăng cường tác dụng của isnsulin chích vào chuột

(Journal of Ethnopharmacology 11/1997) So sánh tác dụng hạ đường trong máu

với tolbutamide thì tác dụng của dịch chiết khá cao bằng 73% (ở chuột bình thường), bằng 67% (ở chuột bị gây tiểu đường) Ngoài ra, dịch chiết methanol từ

củ sen có tác dụng chống viêm đáng kể, tác dụng mạnh tương đương với phenylbutazone và dexamethasone Và đã cô lập được hai thành phần chống viêm của củ sen: betulinic acid và các triterpen steroids Theo kết quả nghiên cứu của phân khoa Kỹ thuật Dược Đại học Jadavpur trên chuột thì cho thấy dịch chiết củ sen bằng methanol có sự giảm hoạt động tức thời, giảm thư giãn cơ và tăng cường tác dụng gây ngủ của pentobarbital (Jouernal of Ethnopharmacology 11/1996)

Trong thành phần hóa học của sen có neferine (một alkaloid loại dibenzyl iso quinolein) có tác dụng hạ huyết áp và ảnh hưởng đến hoạt động của tim Theo nghiên cứu của phân khoa Dược Đại học Y Khoa Tongji-Vũ Hán (Trung Quốc) neferine ức chế đáng kể sự kết dính tiểu cầu (thử trên thỏ) gây bởi ADP, collagen, arachidonic acid và yếu tố kích hoạt tiểu cầu Neferine còn có tác dụng chống rối loạn nhịp tim và làm giảm huyết áp do có tác dụng làm giãn nở mạch máu Ngoài ra liensinine có hoạt tính hạ huyết áp và chống loạn nhịp tim do nó làm giảm co thắt của bắp thịt bằng cách gây ra sự kéo dài tiềm lực hoạt động của ADP trên bắp thịt

Bên cạnh rất nhiều tác dụng tốt của sen thì nó cũng gây ra một số tác dụng không tốt khi sử dụng không đúng như hạt sen không được dùng khi bị táo bón

và trương dạ dày

1.1.5 Giá trị sử dụng của các bộ phận cây sen

Sen là biểu tượng của sự thịnh vượng, thiêng liêng và bất tử của nhiều nền văn hoá ở các nước Châu Á Hàng ngàn năm trước, hoa sen là biểu tượng chính của nhiều tôn giáo ở Châu Á Đạo phật xem hoa sen là biểu tượng cao nhất của

sự tinh khiết, hoà bình, từ bi và vĩnh hằng (William, 1998) Vì vậy, hoa sen được xuất hiện nhiều trong các lễ hội

Sen là loại cây rất hữu dụng, các bộ phận của sen đều được sử dụng hết không chỉ trong các bài thuốc đông y mà còn được sử dụng trong chế biến các món ăn, đồ uống Lá sen có mùi thơm được dùng để gói cốm làng Vòng hay được sử dụng như rau ăn sống với cá lóc, cá rô nướng ở vùng đồng bằng sông Cửu Long

Ngó sen được dùng như rau sống bằng cách tước vỏ, chẻ nhỏ hay dùng bóp gỏi, muối chua, nấu canh chua, nấu lẩu

Các sản phẩm hạt sen như hạt sen bóc vỏ lụa, loại bỏ tim sen đông lạnh xuất khẩu sang Đài Loan

Hạt sen là có giá trị dinh dưỡng rất cao được dùng như thực phẩm cao cấp như sản phẩm gà tần sen để chữa suy nhược cơ thể, mứt sen để làm đồ ăn chơi, sen luộc, sen sấy, sản phẩm nước hạt sen đóng chai

Củ sen có vị ngọt, tính bình, tác dụng bổ tỳ, bổ phế, cầm máu tráng dương, an thần nên được sử dụng trong các món nấu cao cấp như thịt dê, lẩu thập cẩm,… để chữa các bệnh về phổi, tỳ vị Hay được sử dụng như sản phẩm muối chua, ăn sống, bóp gỏi

1.1.6 Tình hình trồng và tiêu thụ sen trên thế giới và trong nước

Hiện nay, Trung Quốc là nước trồng sen đứng đầu thế giới với diện tích khoảng 140.000 ha Năng suất của sen khoảng 22,5 tấn/ha/năm Sản lượng củ sen khoảng 3 triệu tấn/năm Ngoài tiêu thụ nội địa hàng năm Trung Quốc còn xuất khẩu sang Nhật Bản khoảng 2.000 tấn của sen tươi và khoảng 15.000 tấn củ sen muối Sen được coi là một trong những cây trồng chiến lược của Trung Quốc do

đó viện nghiên cứu sen Wuban đã chọn lọc được 125 giống sen để sản xuất các sản phẩm của sen theo hướng lấy hoa, lấy hạt, lấy củ và lấy ngó

Nhật Bản là nước đứng thứ 2 thế giới về diện tích trồng sen khoảng 5.000

ha Sản lượng củ sen ở Nhật Bản khoảng 72.000 tấn /năm Nhu cầu tiêu dùng trong nước khoảng 100.000 tấn củ/năm Do đó, hàng năm phải nhập khẩu từ 20.000÷30.000 tấn củ sen

Việt Nam có khoảng 3.000 ha trồng sen chủ yếu là giống hoang dại được khai thác tự nhiên hay trồng làm cảnh do đó năng suất ngó sen, củ sen, hạt sen đều rất thấp Hiện nay thì đang chuyển sang trồng các giống nhập nội từ Trung Quốc nên năng suất tăng Các sản phẩm từ sen được tiêu dùng nội địa ít chủ yếu

là xuất khẩu

Một số nước Châu Á có lượng tiêu dùng sen tương đối lớn nhưng sản lượng thu hoạch sen ít như Đài Loan nhu cầu tiêu thụ củ và hạt sen rất cao nhưng diện tích trồng không đáng kể, sản lượng của sen hàng năm chỉ khoảng 600÷700 tấn và sản lượng hạt khoảng 30÷35 tấn Và hai nước đang nhập khẩu các sản phẩm sen lớn là Hàn Quốc, Úc Nhu cầu tiêu thụ củ sen tại Úc hàng năm khoảng 1.000 tấn củ sen nhưng chỉ sản xuất được với sản lượng khoảng 100 tấn củ/năm

1.2 Giới thiệu về tim sen

• Tên khoa học: Embryo Nelumbinis

• Tên khác: Liên tử tâm, tâm sen

• Tên thường dùng: Tim sen

• Tim sen là chồi màu xanh lục thẫm ở giữa hạt sen, gồm bốn lá non gấp lại

• Thành phần hóa học: Có chứa 5 alkaloid chính (linsinine, isoliensinine, nuciferine, lotusnine, methylcorypaline) với hàm lượng 0,89% ÷1,06% Ngoài ra còn có flavoloid, acid amin,… và một số alkaloid khác

Hình 1.8 Tim sen khô

• Tác dụng của tim sen:

Theo y thư cổ, tim sen có công dụng thanh tâm (giải nhiệt trong tạng tâm),

hạ huyết áp, sáp tinh (giữ cho tinh khí được bền chặt) và cầm máu Thường dùng uống thay trà để chữa chứng bệnh như đau đầu chóng mặt hoa mắt, hồi hộp đánh chống ngực, nhịp tim nhanh, mất ngủ Nếu dùng dưới dạng cháo liên tử tâm (5g tim sen, 100g gạo tẻ đem ninh nhừ thành cháo, chế thêm chút đường phèn ăn nhiều lần trong ngày) có công dụng thanh nhiệt lương huyết, dưỡng tâm an thần, chữa bệnh suy nhược cơ thể ở người già, hoa mắt chóng mặt, đau mắt đỏ, cao huyết áp, nôn hoặc ho ra máu, đại tiện ra máu, táo bón kéo dài,… Tim sen có tính lạnh nên những người tỳ vị yếu hay rối loạn tiêu hóa và đi lỏng mãn tính không được dùng

Theo y học hiện đại, tim sen có tác dụng hạ huyết áp thông qua cơ chế làm giãn cơ trơn thành mạch máu và giảm trở lực huyết quản, phòng chống tích cực rối loạn nhịp tim, ức chế quá trình ngưng tập tiểu cầu, chống oxy hóa và cải thiện tình trạng thiếu máu cơ tim nhờ khả năng giãn thành mạch máu, giảm thiểu lượng oxy của cơ tim và cải thiện lựu lượng tuần hoàn động mạch vành tim [18]

Nuciferin chiết từ lá sen và demethylcaclaurin từ tim sen có tác dụng giải

co thắt (spasmolytic) cơ trơn Từ tim sen, người ta chiết được 2 alkaloid có tác dụng hạ huyết áp là liensinin và một alkaloid khác không kết tinh, chất này có tác dụng hạ áp mạnh hơn nhiều so với liensinin Khi liensinin chuyển thành dạng amoni bậc 4 tác dụng hạ huyết áp mạnh hơn

Nuciferin có tác dụng ức chế hệ thần kinh trung ương, chống viêm yếu, giảm đau, chống ho, kháng serotonin và có hoạt tính phong phế thụ thể adrenergic Các dẫn chất nornuciferin dưới dạng hydrobromide hoặc hydrochloride, tiêm phúc mạc cho chuột nhắt trắng gây giật rung mạnh, N – propylnornuciferin là chất gây giật rụng mạnh nhất

Nuciferin có tác dụng an thần, kéo dài giấc ngủ gây bởi pentobarbital trên chuột nhắt trắng Trên điện não đồ, với liều 100mg/kg/ngày cho thỏ uống trong 4 ngày liền có tác dụng tăng cường quá trình ức chế trong các tế bào thần kinh vùng vỏ não cảm giác vận động và thể lưới thân não (tăng thành phần sóng chậm delta và giảm thành phần sóng nhanh beta)

Các công trình nghiên cứu tại Việt Nam cho kết quả như sau: dịch chiết và alkaloid toàn phần của tim sen và lá sen có tác dụng an thần, tăng trương lực và

co bóp cơ tử cung thỏ, chống co thắt cơ trơn ruột gây nên bởi histamine và acetylcholine

Tim sen có tác dụng chống thao cuồng kích động ức chế trạng thái loạn thần kinh gây hung dữ, tăng vận động ở chuột cống trắng do tiêm noradrenalin vào não thất Tác dụng này của tim sen hiệp đồng với tác dụng của aminazin do

đó có thể dùng tim sen phối hợp với aminazin trong điều trị tâm thần phân liệt để giảm liều và giảm độc tính của aminazin

Alkaloid tách chiết từ tim sen (neferine, liensine, isoliensine và anisic acid) đang được sự quan tâm nhiều bởi vì tác dụng dược lý của nó như khả năng chống cao huyết áp, chống viêm phổi và sự suy giảm miễn dịch ở người nhiễm HIV Đã xác định được trong thành phần dịch chiết bisbezylisoquinoline alkaloid chính là neferine có tác dụng giảm đau và chống lại sự suy nhược

1.3 Sự oxy hóa và chất chống oxy hóa

1.3.1 Sự oxy hóa

Sự oxy hóa là một quá trình xảy ra phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang chất oxy hóa hay chất thiếu điện tử (các gốc tự do)

1.3.1.2 Nguồn gốc hình thành các gốc tự do

Năm 1954, bác sĩ Denham Harman thuộc Đại học Berkeley, California là nhà khoa học gia đầu tiên nhận ra sự hiện hữu của gốc tự do trong cơ thể với nguy cơ gây ra tổn thương cho tế bào Trước đó, người ta cho rằng gốc tự do này chỉ có ở ngoài cơ thể Như vậy, các gốc tự do (OH, O2, NO,…) không chỉ được hình thành từ các tác động bên ngoài như tia UV, bức xạ ion hóa, ô nhiễm môi trường, hút thuốc, sự cháy, căng thẳng,… mà nó còn là sản phẩm trung gian tất yếu của các quá trình trao đổi chất bên trong cơ thể Các gốc tự do là nguyên nhân gây tổn thương tế bào, protein, axit nucleic, DNA, … và dẫn tới các căn bệnh nguy hiểm như ung thư, lão hóa, tiểu đường, tim mạch, thần kinh… Do vậy,

để hạn chế sự phát sinh các gốc tự do quá mức thì cần phải có một chế độ ăn uống, thể dục hợp lý, môi trường sống và làm việc ít ô nhiễm Cũng như khi xảy

ra stress oxy hóa để loại bỏ hoặc hạn chế tác hại của sự tăng quá mức các gốc tự

do ta tiến hành bổ sung các chất chống oxy hóa như vitamin A, vitamin C, vitamin E, polyphenol,…

Hình 1.9 Nguồn gốc hình thành các gốc tự do

1.3.1.3 Ảnh hưởng của gốc tự do đối với cơ thể

Như ta đã biết, gốc tự do có tác dụng không tốt đối với cơ thể con người Ngay từ lúc con người mới sinh ra thì mỗi tế bào đã phải chịu sự tấn công của hàng chục ngàn gốc tự do mỗi ngày Ở tuổi trung niên, cơ thể khỏe mạnh trấn áp được chúng nhưng khi tuổi cao, sức yếu, gốc tự do lấn áp gây thiệt hại gấp mười lần ở người trẻ Nếu không được kiểm soát, kiềm chế, gốc tự do gây ra các bệnh thoái hóa như ung thư, xơ cứng động mạnh, làm suy yếu hệ miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí tuệ, teo cơ quan bộ phận người cao niên Và gây ra hàng loạt các dấu hiệu lão hóa khi về già như vết đồi mồi trên mặt, trên mu bàn tay do gốc tự do tạo chất lipofuscin tích tụ dưới da và làm chất collagen, eslastin mất tính đàn hồi, dẻo dai khiến da nhăn nheo, cơ khớp cứng nhắc

Theo các nhà nghiên cứu, gốc tự do hủy hoại tế bào theo diễn biến sau: trước hết, gốc tự do oxy hóa màng tế bào, gây trở ngại cho việc thải chất bã và tiếp nhận thực phẩm, dưỡng khí; rồi gốc tự do tấn công các ty lập thể phá vỡ nguồn cung cấp năng lượng Sau cùng, bằng cách oxy hóa, gốc tự do làm suy yếu kích thích tố, enzyme khiến cơ thể không tăng trưởng được Do đó tiêu hủy hoặc

ngăn cản sự tổng hợp các phân tử chất đạm, đường bột, mỡ, enzyme trong tế bào

và gây đột biến ở gene ở nhiễm sắc thể, ở DNA, RNA

Trong quá trình già hóa gốc tự do cũng dự phần và có thể là nguy cơ gây

tử vong Hóa già được coi như một tích tụ những thay đổi trong mô và tế bào Theo bác sĩ Denham Harman, các gốc tự do là một trong nhiều nguyên nhân gây

ra sự hóa già và sự chết của các sinh vật Ông cho là gốc tự do phản ứng lên ty lạp thể, gây tổn thương các chất bằng cách làm thay đổi hình dạng, cấu trúc khiến chúng trở lên bất khả dụng, mất khả năng sản xuất năng lượng

Theo các nhà khoa học, gốc tự do là nguyên nhân gây tới 60 bệnh, đáng

kể nhất là: bệnh xơ vữa động mạnh, ung thư, đục thủy tinh thể, bệnh tiểu đường, cao huyết áp không nguyên nhân, xơ gan

Tuy nhiên, không phải khi nào gốc tự do cũng gây tác hại xấu, đôi khi chúng có một vài hành động hữu ích Nếu được kiềm chế nó là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể, tạo ra các chất màu melanine cần cho thị giác góp phần sản xuất prostaglandins có công dụng ngừa nhiễm trùng, tăng cường tính miễn dịch, làm dễ dàng cho sự truyền đạt tín hiệu thần kinh, co bóp cơ thịt

1.3.2 Chất chống oxy hóa

1.3.2.1 Khái niệm chất chống oxy hóa

Chất chống oxy hóa là các chất có khả năng ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa chất khác Trong cơ thể, sự oxy hóa các chất sinh ra các gốc tự do

có khả năng khơi mào cho chuỗi phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật Như vậy, chất chống oxy hóa ở đây là bất kì chất nào có khả năng ngăn ngừa, chống lại và loại bỏ tác dụng độc hại của các gốc tự do trực tiếp hoặc gián tiếp Chất chống oxy hóa ngăn chặn quá trình hủy hoại của các gốc tự do bằng cách khử đi các gốc tự do hay khử đi các chất xúc tác cho quá trình hình thành gốc tự

do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy hóa chính chúng Chất chống oxy hóa có thể phản ứng trực tiếp với các gốc tự do hoạt động tạo ra những gốc mới kém hoạt động hơn, ngăn cản các chuỗi phản ứng dây chuyền do gốc tự do khơi mào Chất chống oxy hóa có thể tạo phức gián tiếp với ion kim loại chuyển tiếp, ức chế enzyme xúc tác trong phản ứng sinh gốc tự do nhằm ngăn sự hình thành gốc

tự do trong cơ thể

1.3.2.2 Sự chống oxy hóa

Sự chống oxy hóa là sự khử gốc tự do của chất chống oxy hóa, trong đó các electron không ghép đôi của gốc tự do sẽ được nhận electron của chất chống oxy hóa để tạo thành các electron ghép đôi bền vững

1.3.2.3 Phân loại chất chống oxy hóa

Khi mà trong cơ thể sinh ra quá nhiều gốc tự do mà hệ thống “chất chống oxy hóa nội sinh” không đủ sức cân bằng để vô hiệu hóa sẽ gây ra nhiều hệ lụy đối với sức khỏe con người Vì vậy, các nhà khoa học đã đặt ra vấn đề dùng các

“chất chống oxy hóa ngoại sinh” (tức là từ bên ngoài đưa vào cơ thể) với mục đích phòng bệnh, nâng cao sức khỏe, chống lão hóa Chất chống oxy hóa được chia làm hai nhóm chính: chất chống oxy hóa tự nhiên và chất chống oxy hóa tổng hợp Các chất chống oxy hóa tự nhiên có ngay trong thành phần của các loại rau quả, thức ăn, cây thuốc mà ta sử dụng thường ngày Để tăng tính chuyên dụng người ta sử dụng các phương pháp chiết tách để đưa ra các sản phẩm chất chống oxy hóa dưới dạng thuốc với hàm lượng cao và tinh khiết

1.3.2.4 Các chất chống oxy hóa tự nhiên

a Nhóm polyphenol (là một phân lớp nhỏ thuộc lớp phenol)

Lớp phenol (hay còn gọi là lớp phenolic) là một lớp các hợp chất hữu cơ bao gồm một hay nhiều nhóm hydroxyl (-OH) gắn với một hay nhiều vòng thơm Cấu trúc của chúng tương tự các hợp chất dạng rượu nhưng lớp phenol có các thuộc tính duy nhất chỉ chúng có (do nhóm hydroxyl không liên kết với nguyên

tử cacbon no) Trong cấu trúc của chúng, vòng thơm kết hợp mạnh với nguyên tử oxy và liên kết tương đối lỏng lẻo giữa nguyên tử oxy này với nguyên tử hydro trong nhóm hydroxyl do đó dễ tách nguyên tử hydro ra khỏi nhóm nên chúng có tính axit tương đối cao (pKa của chúng thông thường nằm trong khoảng 10÷12)

Các hợp chất phenolic thực vật là các sản phẩm bậc hai phân bố rộng rãi trong giới thực vật Có hơn 8.000 cấu trúc phenolic được tìm thấy, từ các phân tử đơn giản như axit phenolic đến các chất polymer như tannin Chúng có mặt trong hầu hết các bộ phận của cây nhằm ngăn tác dụng của bức xạ cực tím hoặc ngăn chặn các tác nhân gây bệnh, ký sinh trùng cũng như tạo màu sắc cho thực vật

Các hợp chất phenolic thực vật như các axit phenolic, các flavonoit và các flavonoit polymer đang ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm do tính chất chống oxy hóa, tác dụng ngừa ung thư và các bệnh liên quan đến tim mạch Theo các nghiên cứu của dịch tễ học, hấp thụ các hợp chất phenolic sẽ giảm được nguy

cơ mắc các bệnh tim mạch ngăn ngừa được bệnh ung thư Trong đó, các polyphenol là một trong những nhóm nhiều và phổ biến của chất chuyển hóa thực vật có đặc tính chống oxy hóa mạnh, các hiệu ứng đáng tin cậy trong việc phòng ngừa những chứng bệnh căng thẳng oxy hóa Hơn nữa, các polyphenol còn có phổ rộng các hoạt tính sinh học như chức năng kháng viêm, kháng khuẩn

và virus, làm chậm sự phát triển của bệnh ung thư, giảm nguy cơ bệnh tim mạch, bệnh thoái hóa thần kinh, tiểu đường hoặc loãng xương

Một số polyphenol thực vật tiêu biểu: catechine, flavanone, anthocyanidin, flavones, flavonol, isoflavone, acid hydroxycinnamic, lignin, tachin

Bảng 1 Các polyphenol chính, nguồn gốc và tính chất của chúng [18]

Anthocyanidin

Cyaniding, delphinidin, malvidin, pelangonidin, peonidin, petunidin và các glycoside của chúng

Trái cây và hoa

Các sắc tố tự nhiên Nhạy cảm với nhiệt độ, quá trình oxy hóa, độ

pH và ánh sáng cao Hòa tan trong nước

Catechin

Catechin, epicatechin, gallocatechin, epigallocatechin và epigallocatechin gallate

Trà

Nhạy cảm với sự oxy hóa, ánh sáng và độ pH,

có vị se đắng Hòa tan nhẹ trong nước

Flavanone

Hesperetin, hesperidin, homoeriodictyol, naringenin, naringin

Chanh

Nhạy cảm với sự oxy hóa, ánh sáng và độ pH Các aglycone không tan nhưng glycoside tan trong nước Flavone Apigenin, luteolin,

tangeritin

Trái cây và rau cải

Các sắc tố tự nhiên Nhạy cảm với sự oxy

hóa, ánh sáng và độ pH; aglycone tan ít nhưng glycoside tan trong

nước

Flavonol

Kaempferol, myricetin, quercetin

và các glycoside của

chúng

Trái cây và rau cải

Nhạy cảm với sự oxy hóa, ánh sáng và độ pH; aglycone tan ít nhưng glycoside tan trong

Nhạy cảm với pH kiềm,

có vị se và đắng, có mùi đậu nành, tan trong

Trái cây, gạo, yến mạch

Nhạy cảm với sự oxy hóa và pH Hầu hết tan nhẹ trong nước

Lignan

Pinoresinol, podophyllotoxin, ateganacin

Lanh, vừng, rau cải

Tương đối bền ở điều kiện bình thường

Có mùi khó chịu Tan được trong nước

Tachin

(proanthocyanidine)

Castalin, pentagalloyl, glucose, procyanidin

Trà, trái

be-ri, rượu vang, sôcôla

Nhạy cảm với nhiệt độ cao và sự oxy hóa

Có vị se đắng Tan được trong nước

Đa số các hợp chất pholyphenol đều không bền với nhiệt độ, ánh sáng, oxy, pH do đó nếu bảo quản không tốt chúng sẽ bị giảm hoạt tính

b Nhóm carotenoid

Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ tự nhiên có màu vàng, cam hoặc hơi pha đỏ có trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác như tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn Hiện nay, người ta đã tìm được 600 loại carotenoid xếp vào hai nhóm xanthophylls và carotene, trong đó chỉ có 50 loại carotenoid hiện diện trong thực phẩm Trong máu người chỉ tìm thấy có 15 loại carotenoid và chúng đang được chứng minh có vai trò quan trọng đối với đời sống con người

Carotenoid không phải là tên riêng của một chất nào mà là tên của một nhóm các hợp chất có công thức cấu tạo tương tự nhau và tác dụng bảo vệ cơ thể

cũng tương tự nhau Các loại carotenoid phổ biến: beta–carotenoid, lycopen, lutenin, zeaxanthin,… Trong đó, beta–carotenoid khá quen thuộc, là tiền chất của vitamin A khi vào cơ thể nó được chuyển hóa thành vitamin A với tỷ lệ 1mcg beta-carotenoid thì được 0,167mcg vitamin A Nhưng ngoài những tác dụng giống vitamin A nó không hề gây độc tính quá nhiều như vitamin A và điều đặc biệt là beta-carotenoid khử các gốc tự do tốt hơn vitamin A Trên 50 công trình dịch tễ học được thực hiện trong mấy thập niên gần đây đã chứng minh tỷ lệ beta- carotenoid trong thức ăn gắn liền với việc giảm nguy cơ của nhiều căn bệnh ung thư Ngoài ra, nó còn giúp làm trẻ hóa làn da, giảm tử vong do bệnh tim mạch,… Các loại thực phẩm có hàm lượng cao beta-carotenoid như gấc với kỷ lục 91,6mg%, cà rốt 5mg%,…

c Nhóm vitamin

Vitamin E là chất chống oxy hóa chiến lược nhất hiện nay Đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tập trung vào vitamin E Các thực phẩm có nguồn gốc thực vật giàu vitamin E như đậu xanh (4÷6mg%), xà lách (3mg%), lạc, lúa mì, ngô hạt, cà rốt,… Đặc biệt, có rất nhiều trong mầm các loại hạt: giá đỗ xanh, giá đỗ tương, mầm hạt ngô, mầm lúa mì (25mg%),… Vitamin E cũng có trong thực phẩm có nguồn gốc động vật: trứng gà, thịt bò, cá mè,… Vitamin E có vai trò chống oxy hóa thông qua việc loại trừ sự oxy hóa các lipid và sự xuất hiện các gốc tự do làm phân hủy các acid béo chưa bão hòa Ngoài ra, vitamin E còn có tác dụng rất rõ trong việc phòng bệnh tim mạch, giảm sự mỏi mệt, suy nhược

Vitamin C xuất hiện phổ biến trong các loại thực phẩm có nguồn gốc thực vật: rau ngót (185mg%), cần tây (150mg%), rau đay (77mg%), súp lơ, cà chua,

su hào, mồng tơi, rau muống,… Nó cũng có trong một số trái cây như: bưởi (95mg%), xoài (60mg%), nhãn (58mg%), cam, chanh, quất,… Vitamin C rất hiệu quả trong khử gốc tự do trong môi trường nước, máu, bào tương,… Ngoài

ra, vitamin C giữ vai trò quan trọng trong việc duy trì sức đề kháng của cơ thể, khi thiếu nó nhiều phản ứng miễn dịch sinh học của cơ thể giảm xuống Vitamin

C tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa quan trọng trong cơ thể, chuyển hóa vitamin C có liên quan tới nhiều vitamin khác, nó cũng bảo vệ vitamin E tránh sự oxy hóa

d Peptide

Peptide là một chuỗi các amino acid tương tự như protein nhưng ngắn hơn Peptide được chiết xuất từ các amino acid có nguồn gốc tự nhiên, chúng kích thích sản xuất collagen và làm tăng tác dụng của chất chống oxy hóa Trong

cơ thể động vật và thực vật peptide làm nhiệm vụ bảo vệ cơ thể Loại peptide đầu tiên phải kể đến ở động vật có xương sống là các peptide kháng thể trong máu, chúng là những yếu tố nhận biết đắc lực các tác nhân virus và các vật thể lạ xâm nhập vào cơ thể và để loại trừ chúng ra khỏi cơ thể Ngoài ra, trong máu động vật còn có các interferon với nồng độ nhỏ có khả năng chống lại sự xâm nhiễm của virus và các peptide chống chảy máu như fibrin Trong cơ thể động vật và thực vật đều tồn tại một hợp chất có bản chất peptide làm nhiệm vụ bảo vệ đó là lectin Vì có khả năng liên kết đường một cách đặc hiệu và chọn lọc nên lectin có thể tủa được các tác nhân hay tế bào lạ có cấu trúc đường xâm nhập vào cơ thể để bảo vệ cơ thể

e Selen

Selen (tên Latinh selenium) là nguyên tố hóa học thuộc nhóm VI trong

bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố Mendeleyev Selen có nhiều trong cá biển

và sau đó là các loại thực phẩm: lòng đỏ trứng, dầu ô liu, gan động vật, các hạt ngũ cốc nguyên hạt và nấm ăn,…

Các công trình nghiên cứu cuối thế kỷ 20 cho thấy selen có vai trò đặc biệt trong khử các gốc tự do Giáo sư G Simonoff, người Pháp (giảng viên môn vật

lý nguyên lý hạt nhân thuộc viện Đại học Bordeaue) đã ví von: Selen chính là

“tay gián điệp” săn lùng những “trái bom” các gốc tự do để “tháo ngòi nổ” hữu hiệu nhất Selen ngoài tác dụng hoạt hóa vitamin E (giúp vitamin E “bẫy” các gốc tự do một cách hiệu quả), còn có mặt trong một số enzyme dọn sạch lipo–peroxide ngăn cản sự sản sinh các gốc tự do thứ cấp

trung ở một số họ: Apocynaceae (họ Trúc Đào) có gần 800 alkaloid, Papaveraceae (họ Thuốc phiện) gần 400 alkaloid, Fabaceae (họ Đậu) có 350 alkaloid, Solanaceae (họ Cà) có gần 200 alkaloid và có trong một số loại nấm Ở động vật thì tìm thấy các alkaloid trong tuyến da của loài kỳ nhông: alkaloid sanandarin, samandardin, samanin Bufotenin, bufotenidin, dehydrobufotenindin lấy từ nhựa cóc Trong cây có nhiều loại alkaloid khác nhau, loại nào có hàm lượng cao thì được coi là alkaloid chính của cây và chúng chỉ tập trung ở một số

bộ phận nhất định Các alkaloid ở trong các cây cùng một họ thực vật thường có cấu tạo rất gần giống nhau Hàm lượng alkaloid trong cây rất thấp, có khi chỉ có 1÷3% cũng được coi là khá cao Trong cây alkaloid ít khi ở trạng thái tự do (alkaloid base) mà thường ở dạng muối của các acid hữu cơ như citrate, tactrat, oxalat, acetat,… Có một số ít trường hợp alkaloid kết hợp với đường tạo ra dạng

glycoalkaloid như solasonin và solamacgin trong cây Cà lá xẻ (Solanum

laciniatum)

Công dụng của alkaloid rất đa dạng và phong phú, tùy theo từng loại alkaloid Tác dụng mạnh nhất của alkaloid là nên hệ thần kinh như kích thích thần kinh trung ương (strychnine, caffeine), ức chế hệ thần kinh trung ương (morphin, codeine), kích thích thần kinh giao cảm (pilocarpin), liệt phó giao cảm (atropine), gây tê (cocaine), tác dụng hạ huyết áp (reserpine, serpentine) Tác dụng chống ung thư như: taxol, vinblastine, vincristine Tác dụng diệt ký sinh trùng, diệt khuẩn: quinine, berberine, arecoline, emetine, Ngoài ra, còn một vài alkaloid có khả năng chống oxy hóa rất cao

Điểm cần nhớ là các chất chống oxy hóa cộng tác với nhau để loại trừ gốc

tự do Mỗi chất chống oxy hóa có tác dụng riêng với từng loại gốc tự do ở mỗi tế bào Cho nên các chất chống oxy hóa đều có giá trị như nhau

1.4 Một số phương pháp phân tích hoạt tính chống oxy hóa

Có nhiều phương pháp khác nhau dùng để phân tích hoạt tính chống oxy hóa của các chất

1.4.1 Phương pháp phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH

a) Nguyên tắc

Các chất nghiên cứu có khả năng chống oxy hóa sẽ trung hòa gốc DPPH bằng cách cho hydrogen, làm giảm độ hấp thụ tại bước sóng cực đại 517nm và màu của dung dịch phản ứng sẽ nhạt dần chuyển từ tím sang vàng nhạt

b) Sơ đồ phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH

Hình 1.10 Sơ đồ phân tích khả năng khử gốc tự do DPPH

1.4.2 Phương pháp phân tích tổng năng lực khử

a) Nguyên tắc

Năng lực khử của một chất là khả năng chất đó cho điện tử khi tham gia phản ứng oxy hóa khử Do đó, năng lực khử cũng biểu hiện khả năng chống oxy hóa của một chất

b) Sơ đồ phân tích tổng năng lực khử

V4 ml DPPH (100µM) trong

Dung dịch mẫu

Đo độ hấp thụ ở bước sóng 517nm

Ủ ở nhiệt độ phòng 30 phút

Hình 1.11 Sơ đồ phân tích tổng năng lực khử

1.4.3 Phương pháp phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số TBA

a) Nguyên tắc

Malondialdehyde (MDA) được sinh ra trong quá trình peroxide hóa lipid, khi cho phản ứng với acid thiobarbituric, một phân tử MDA phản ứng với hai phân tử acid thiobarbituric tạo phức màu hồng hấp thu cực đại ở bước sóng 535nm Đo cường độ màu của phức suy ra lượng MDA có trong mẫu Phương trình phản ứng như sau:

Hình 1.12 Phương trình phản ứng giữa malonyl dialdehyde và

thiobarbituric

b) Sơ đồ phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số TBA

Hình 1.13 Sơ đồ phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số

TBA

1.4.4 Phương pháp phân tích khả năng khử hydroperoxide

a) Nguyên tắc

Khả năng khử H2O2 là khả năng H2O2 nhận điện tử khi tham gia phản ứng oxy hóa từ chất chống oxy hóa Vì vậy, khả năng khử H2O2 cũng thể hiện khả năng chống oxy hóa một chất

Bản thân H2O2 là một chất oxy hóa mạnh khi nó tham gia vào phản ứng Fenton tạo ra các gốc hydeoxyl kích hoạt cho quá trình oxy hóa lipid sẽ gây độc

tế bào Như vậy, loại bỏ H2O2 là rất quan trọng trong suốt hệ thống thực phẩm

b) Sơ đồ phân tích khả năng khử hydroperoxide

Hình 1.14 Sơ đồ phân tích khả năng khử hydroperoxide

1.4.5 Phương pháp TRAP

Phương pháp này thường được sử dụng để đo khả năng chống oxy hóa in

vivo của huyết tương hoặc huyết thanh vì phương pháp này đo các chất chống

oxy hóa không phải là enzym như glutathion, acid ascorbic, tocopherol,…

Phương pháp TRAP sử dụng gốc peroxyl được tạo thành từ 2,2'-azobis amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) Khi cho AAPH vào môi trường plasma, các chất khử sẽ bị oxy hóa Quá trình oxy hóa này được đo đạc thông qua hàm lượng oxy tiêu thụ bằng một điện cực Khi có mặt chất chống oxy hóa trong môi trường plasma, quá trình oxy hóa sẽ xảy ra chậm hơn Giá trị TRAP của mẫu thí nghiệm được tính toán dựa vào độ dài pha lag của mẫu so với độ dài

pha lag của mẫu trắng và độ dài pha lag của chất chuẩn là dung dịch Trolox Kết quả tính toán là mmol Trolox/kg mẫu rắn hoặc mmol Trolox/l mẫu lỏng

1.4.6 Phương pháp FRAP

Phương pháp FRAP được thực hiện đầu tiên bởi Benzie và Strain để đo năng lực khử trong huyết tương nhưng cũng được sử dụng để phân tích các chất chống oxy hóa trong thực vật

Nguyên tắc xác định hoạt tính chống oxy hóa của phương pháp này dựa trên khả năng của các chất chống oxy hóa trong việc khử phức Fe3+-TPTZ [2,4,6-tripyridyls-triazine (TPTZ)] (màu tía) thành phức Fe2+-TPTZ (màu xanh) ở pH thấp Khi đó, độ tăng cường độ màu xanh tỉ lệ với hàm lượng chất chống oxy hóa

có trong nguyên liệu Mức độ tăng cường độ màu này được đo ở bước sóng 593nm trong sự so sánh với chất chuẩn là dung dịch FeSO4 hay BHT (butylated hydroxyl toluene) Khi cho phức Fe3+-TPTZ vào môi trường chứa chất chống oxy hóa, các chất chống oxy hóa sẽ nhường điện tử cho phức này và sinh ra Fe2+-TPTZ Tác động chống oxy hóa được đánh giá bởi sự tăng cường độ màu của phức Fe2+-TPTZ Kết quả tính toán là mmol Fe2+/g chất khô Do đó, khi kết quả tính toán ra lớn thì chúng ta có thể suy đoán rằng trong môi trường phản ứng đó

số lượng các phân tử có thể nhường điện tử cao Tuy nhiên, điều này không hoàn toàn đúng vì một phần tử chất chống oxy hóa có thể khử nhiều phức Fe3+-TPTZ cùng lúc Đây là một hạn chế của phương pháp FRAP

(Trần Thị Việt Hoa et al., 2007) Sử dụng ethanol để hiệu chỉnh máy quang phổ về

vạch 0

1.4.8 Phương pháp TEAC

Cation ABTS+ [2,2’-azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)] là một gốc tự do bền Đây là một chất phát quang màu xanh, được đặc trưng ở độ hấp thụ 734nm Khi cho chất chống oxi hóa vào dung dịch chứa ABTS+ các chất chống oxi hóa sẽ khử ion này thành ABTS Đo độ giảm độ hấp thụ của dung dịch

ở bước sóng 734nm để xác định hoạt tính của chất chống oxi hóa trong sự so sánh với chất chuẩn Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid) Trong môi trường kali persulfate, gốc ABTS+ có thể bền 2 ngày ở nhiệt độ phòng trong tối

1.4.9 Phương pháp TAC (Determination of Total Antioxidant Capacity)

Tổng hoạt động chống oxy hóa của chất chống oxy hóa được xác định theo phương pháp của Kareti và cộng sự Cách tiến hành như sau: 300 µg/ml của mẫu chiết được kết hợp với 3ml thuốc thử molybdenum (50ml acid sulfuric 0,6M, 50ml natri phosphate 28mM và 50ml ammonium molybdate 4mM) Đem hỗn hợp ủ ở 950C trong 90 phút Sau đó, đem làm lạnh đến nhiệt độ phòng rồi đo

1.4.11 Phương pháp Phospho molybdenum

Đây là một phương pháp quang phổ cho phép định lượng năng lực chống oxy hóa thông qua sự hình thành của phức hợp phospho molypden Các khảo nghiệm được dựa trên việc giảm Mo (VI) thành Mo (V) của mẫu phân tích và hình thành màu xanh của phức hợp phosphate Mo (V) ở pH axit (Kanner, Et.al, 1994)

1.4.12 Khảo nghiệm Conjugated diene