tiểu luận công nghệ thực phẩm NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH VỤN VÀ ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Ngày nay, nhiều công trìnhnghiên cứu đã cho kết quả khả quan, xác định được thành phần các chất có trong chèxanh, trong đó đặc biệt quan tâm là nhóm hợp chất polyphenol với nhiều chất có

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC – CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG & THỰC PHẨM NHIỆT ĐỚI

Lớp: CNTP2 Khóa: 49

Hà Nội, 6-2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

=====  =====

Độc lập – Tự do - Hạnh phúc



NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Đinh Văn Điện

Nguyễn Thị Bích HạnhTrần Trọng LoanLớp: CNTP2 - Khóa học: 49

1 Đề tài nghiên cứu:

Nghiên cứu quá trình trích ly polyphenol từ chè xanh vụn và ứng dụng trong sản

xuất thực phẩm chức năng

2 Nội dung nghiên cứu:

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết chè

Tối ưu hóa quá trình chiết chè

Tối ưu hóa quá trình tinh chế polyphenol từ dịch chè

Xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol

Bổ sung polyphenol vào trong thực phẩm chức năng

3 Ngày giao nhiệm vụ: Ngày ……… tháng ……….năm 2009

4 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày ……… tháng ……….năm 2009

5 Cán bộ hướng dẫn: ThS Vũ Hồng Sơn

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

o0o BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho cán bộ hướng dẫn) Họ và tên sinh viên……….…….Số hiệu sinh viên………

Ngành……… Khóa………… …………

Cán bộ hướng dẫn:………

1 Nội dung thiết kế (nghiên cứu) tốt nghiệp:

2 Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

Hà nội, ngày … tháng… năm…

Cán bộ hướng dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

o0o BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho cán bộ duyệt ĐA) Họ và tên sinh viên……….Số hiệu sinh viên………

Ngành……… Khóa………

Cán bộ duyệt: ………….………

1 Nội dung thiết kế (nghiên cứu) tốt nghiệp:

2 Nhận xét của cán bộ duyệt:

Hà nội, ngày … tháng… năm…

Cán bộ duyệt

MỞ ĐẦU

MỞ ĐẦU 1

Chương I Chương I 2

TỔNG QUAN TỔNG QUAN 2

I SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ 2

1 Tên gọi 2

2 Đặc điểm hình thái 2

3 Nguồn gốc cây chè 3

4 Phân loại các giống chè 3

5 Cây chè ở Việt Nam 4

5.1 Các thời kỳ phát triển của cây chè Việt Nam 4

5.1.1 Thời kỳ trước năm 1882 4

5.1.2 Thời kỳ 1882-1945 4

5.1.3 Thời kỳ độc lập (1945- nay) 5

5.2 Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam 5

5.3 Các vùng chè ở Việt Nam 5

6 Thành phần hóa học của chè 7

6.1 Nước 7

6.2 Polyphenol 7

6.3 Alkaloid 7

6.4 Protein và axit amin 7

6.5 Gluxit và pectin 8

6.6 Các sắc tố trong chè 8

6.7 Vitamin 8

6.8 Emzym 8

6.9 Các hợp chất khác 8

II HỢP CHẤT POLYPHENOL TRONG CHÈ 9

1 Phân loại các hợp chất phenolic 9

2 Hợp chất polyphenol trong chè 10

2.1 Hợp chất catechin 11

2.1.1 Các hợp chất catechin có trong chè 11

2.1.2 Thành phần, hàm lượng các chât catechin có trong chè 12

2.1.3 Sự tổng hợp các catechin trong lá chè 14

2.1.4 Một số tính chất của hợp chất catechin 16

2.2 Hợp chất anthoxanthin 18

2.2.1 Công thức cấu tạo 18

2.2.2 Một số tính chất của hợp chất anthoxanthin 19

2.3 Hợp chất anthocyanin 19

2.3.1 Công thức cấu tạo 19

2.3.2 Tính chất 20

2.4 Hợp chất leucoanthocyanidin 20

2.5 Các axit phenol cacboxilic 21

III TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA CHÈ 22

1 Tác dụng sinh học của hợp chất polyphenol chè xanh 22

1.1 Tác dụng chống oxy hóa của Flavonoit 22

1.2 Tác dụng đối với enzym 24

1.3 Tác dụng kháng sinh, chống viêm nhiễm 25

1.4 Tác dụng đối với ung thư 27

1.5 Các tác dụng khác của chè xanh 27

2 Ứng dụng của chè xanh trong sản suất thực phẩm 27

1 Trích ly rắn - lỏng 29

1.1 Định nghĩa 29

1.2 Phạm vi sử dụng của quá trình 29

1.3 Các yêu cầu cơ bản của dung môi 30

2 Trích ly polyphenol từ chè xanh 30

2.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới trích ly polyphenol từ chè xanh 30

2.2 Công nghệ trích ly polyphenol từ chè xanh 31

VI QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM 35

1 Định nghĩa quy hoạch thực nghiệm 35

2 Các bước của quy hoạch thực nghiệm 36

2.1 Chọn thông số nghiên cứu 36

2.2 Lập kế hoạch thực nghiệm 36

2.3 Tiến hành thí nghiệm nhận thông tin 37

2.4 Xây dựng và kiểm tra mô hình thực nghiệm 37

2.5 Tối ưu hóa hàm mục tiêu 37

3 Các phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm cực trị chủ yếu 37

3.1 Kế hoạch bậc một hai mức tối ưu 37

3.2 Kế hoạch bậc hai 37

4 Chập mục tiêu 37

4.1 Chọn mục tiêu 37

4.2 Các phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu 38

4.3 Phương pháp hàm mong đợi 38

Chương II Chương II 40

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40

I ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 40

1 Trích ly polyphenol 40

1.1 Quy trình trích ly polyphenol 40

1.2 Chiết chè 40

1.2.1 Chuẩn bị dịch chiết chè xác định polyphenol tổng số 40

1.2.2 Mẫu thí nghiệm 40

1.3 Tách, tinh chế polyphenol 41

2 Các phương pháp phân tích 41

2.1 Định lượng polyphenol tổng số theo phương pháp Folin – Denis 41

2.2 Định lượng Flavonoit tổng số 43

2.3 Xác định hoạt tính chống oxy hóa – khả năng quét gốc tự do DPPH 44 3 Quy hoạch thực nghiệm theo kế hoạch bậc hai trực giao 45

4 Xác định tính chất kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol 46

4.1 Chuẩn bị mẫu phân tích 46

4.2 Thiết bị sử dụng 46

4.3 Phương pháp vi sinh vật 46

4.4 Xác định hoạt lực kháng khuẩn bằng phương pháp khuếch tán thạch (Agar Diffusion) 46

5 Ứng dụng sản xuất kẹo trà xanh 47

5.1 Nội dung thực hiện 47

5.2 Phân tích cảm quan 47

5.2.1 Phép thử so hàng 47

5.2.2 Phép thử thị hiếu 48

5.3 Phân tích kết quả 49

5.3.1 Phương pháp Friedman – Tính chuẩn 𝛘2 49

Chương III

Chương III 51

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 51

I XÂY DỰNG ĐƯƠNG CHUẨN AXIT GALLIC THEO PHƯƠNG PHÁP FOLIN – DENIS 51

II KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU 51

III. NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY POLYPHENOL TỪ CHÈ XANH VỤN 52

1 Chiết chè 52

1.1 Lựa chọn dung môi 52

1.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết chè 52

1.2.1 Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ 52

1.2.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian 53

1.2.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của pH dung môi 54

1.2.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu 55

1.3 Tối ưu hóa quá trình chiết chè 57

1.3.1 Chọn miền khảo sát 57

1.3.2 Thiết lập mô hình 57

1.3.3 Tối ưu hóa quá trình chiết chè 61

1.3.4 Kết luận 61

2 Tách, tinh chế polyphenol từ dịch chiết chè 61

2.1 Tối ưu hóa tỉ lệ dung môi tinh chế 62

2.1.1 Chọn miền khảo sát 62

2.1.2 Thiết lập mô hình 62

2.1.3 Tối ưu hóa tỉ lệ dung môi chiết 64

2.1.4 Kết luận 65

2.2.1 Nghiên cứu nồng độ dịch chè trước quá trình tẩy màu 65

2.2.2 Nghiên cứu nồng độ dịch chè trước giai đoạn chiết polyphenol .66 2.3 Trích ly polyphenol 67

3 Phân tích khả năng kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol 68

4 Ứng dụng sản xuất kẹo chè xanh 69

4.1 Quy trình sản suất kẹo cứng quy mô phòng thí nghiệm 69

4.2 Xây dựng quy trình sản xuất kẹo bổ sung polyphenol 69

4.3 Nghiên cứu thời điểm bổ sung polyphenol vào quá trình làm kẹo 70

4.4 Nghiên cứu nồng độ bổ sung polyphenol vào kẹo cứng 71

4.4.1 Các nồng độ bổ sung 71

4.4.2 Các kết quả đánh giá cảm quan 71

Chương IV Chương IV 76

KẾT LUẬN KẾT LUẬN 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO 77

PHỤ LỤC 82

MỞ ĐẦU

Chè là một loại nước uống phổ biến trên thế giới, uống chè không những là mộtnét văn hóa lâu đời mà nhiều công trình khoa học còn chứng minh chè có tác dụngtrong việc phòng và chữa nhiều loại bệnh khác nhau Ngày nay, nhiều công trìnhnghiên cứu đã cho kết quả khả quan, xác định được thành phần các chất có trong chèxanh, trong đó đặc biệt quan tâm là nhóm hợp chất polyphenol với nhiều chất có hoạttính sinh học mạnh mẽ và nó còn chiếm hàm lượng tương đối lớn trong lá chè Do cótính chất chống oxy hóa mạnh, polyphenol từ chè đã được sử dụng trong nhiều mụcđích khác nhau và chủ yếu được dùng bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm, mang lạigiá trị kinh tế to lớn

Việt Nam là một trong những nước có diện tích trồng chè và sản lượng chè lớntrên thế giới và có điều kiện phù hợp cho ngành trồng chè Tuy nhiên việc khai thác,chế biến cây chè của Việt Nam mới chỉ dừng lại ở việc sản xuất sản phẩm chè xanh từbúp và lá non chè xanh, và do đó đã bỏ phí một lượng lớn chè lá già và chè vụn phếphẩm trong quá trình sản xuất Chính vì vậy, việc nghiên cứu khai thác nguồnpolyphenol chè xanh từ nguồn nguyên liệu chè lá già và chè xanh vụn là một hướngnghiên cứu nhằm nâng cao giá trị và nguồn lợi từ cây chè Việt Nam

Dựa trên nguồn nguyên liệu phong phú đó, với sự giúp đỡ tận tình của thày VũHồng Sơn, chúng em đã thực hiện đề tài: “NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LYPOLYPHENOL TỪ CHÈ XANH VỤN VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤTTHỰC PHẨM CHỨC NĂNG” với nội dung thực hiện như sau:

- Tối ưu hóa quá trình trích ly polyphenol từ chè xanh vụn

- Xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm polyphenol

- Bổ sung polyphenol vào trong sản phẩm kẹo cứng (kẹo trà xanh)

Chương I TỔNG QUAN

I SƠ LƯỢC VỀ CÂY CHÈ

1 Tên gọi

Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis Lind O.Kuntze, tên gọi sinensis

trong tiếng Latinh có nghĩa là Trung Quốc

Chè là một loại cây sống xanh tươi quanh năm, và sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới,

ôn đới Căn cứ vào đặc tính sinh trưởng và hình thái của cây chè, người ta phân thành

3 loại cây khác nhau: cây bụi, cây trung bình và cây to

- Cây bụi: Loại này cây nhỏ, phân bố nhiều cành, gọn, các cành mọc từ cổ rễ, sau

đó các cành phát triển theo tuổi lá Loại này không có than nổi trên mặt đất, cao từ 3m, chịu được lạnh, trồng chủ yếu ở: Nga, Trung Quốc, Nhật Bản

2 Cây trung bình: thân cây nhỏ, phân cành ngay từ khi cây còn thấp, các cànhmọc xiên với thân một góc nhất định, cành mọc phân tán và có thể cao tới 5-6m; loạicây này sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới.

- Cây to: thân cây to, lên cao mới bắt đầu phân cành, nếu để mọc tự nhiên có thểcao tới 17m

3 Nguồn gốc cây chè [52, 55, 63]

Năm 1753, Carl Von Liaeus, nhà thực vật học Thụy Điển, đặt tên khoa học câychè là Thea sinensis, xác định cây chè có nguồn gốc Trung Quốc Thế nhưng một sốhọc giả Anh lại cho rằng nguồn gốc cây chè là ấn Độ Cuộc tranh luận về quê hươngcây chè đã kéo dài trên hai thế kỷ

Năm 1951 Đào Thừa Trân, một học giả Trung Quốc, đã sắp xếp các cuộc tranhluận đó thành 4 học thuyết: thuyết Trung Quốc, thuyết ấn Độ, thuyết hai nguồn gốc vàthuyết chiết trung (đứng giữa)

Những công trình nghiên cứu của Đjêmukhatze (1961 – 1976) so sánh về thànhphần các chất catechin trong lá các loại chè được trồng trọt và chè mọc hoang dại đãkết luộn rằng: những cây chè mọc hoang dại từ cổ xưa, tổng hợp chủ yếu là (-) –epicatechin và (-) – epicatechin galat, ở chúng phát triển chậm khả năng tổng hợp (-) –epigalo catechin và các galat của nó để tạo thành (+) galocatechin Nghiên cứu các câychè dại ở Việt Nam cho thấy chúng cũng tổng hợp chủ yếu là (-) – epicatechin và (-) –epicatechin galat (chiếm 70% tổng số các loại catechin) Năm 1976, Viện sĩ thông tấnViện Hàn Lâm khoa học Liên Xô, sau những nghiên cứu về tiến hóa của cây chè, bằngphân tích chất catechin trong chè mọc hoang dại, ở các vùng chè Tứ Xuyên, Vân NamTrung Quốc, và các vùng chè cổ Việt Nam (Suối Giàng, Nghĩa Lộ, Lạng Sơn, Nghệ

An …) đã kết luận: Cây chè cổ Việt nam, tổng hợp các catechin đơn giản nhiều hơncây chè Vân Nam Từ đó có sơ đồ tiến hóa cây chè thế giới như sau đây: Chè ViệtNam  chè Vân Nam lá to (chè Trung Quốc)  chè Assam (Ấn Độ)

4 Phân loại các giống chè

Dựa theo đặc điểm thực vật học, đặc điểm sinh hóa, nguồn gốc phát sinh cây chè,

Cohen Stuart (1919) đã chia Camellia sinensis (L) O.Kuntze

thành 4 loại: chè Trung Quốc lá to, chè Trung Quốc lá nhỏ, chè

Shan, chè Ấn Độ

a Chè Trung Quốc lá to (Camellia Sinensis var.macrophylla).

Đặc điểm: Thân gỗ nhỡ cao tới 5m trong điều kiện sinh trưởng tự nhiên Lá to,dài 12 – 15 cm, rộng 5 – 7 cm, màu xanh nhạt, bóng Năng suất phẩm chất tốt Nguyênsản ở Vân Nam, Tứ Xuyên (Trung Quốc)

b Chè trung quốc lá nhỏ (Camellia sinensis var.Bohea).

Đặc điểm: cây bụi thấp phân cành nhiều Lá nhỏ, màu xanh

đậm, dài 3,5 – 6,5 cm Năng suất thấp, phẩm chất bình thường

Khả năng chịu rét ở nhiệt độ -120C đến -150C Phân bố chủ yếu ở

miền đông, đông nam Trung Quốc, Nhật Bản và một số vùng khác

c Chè Shan (Camellia Sinensis var.Shan).

Đặc điểm: Thân gỗ, cao từ 6 đến 10m Lá to và dài 15-18cm

màu xanh nhạt Tôm chè có nhiều lông tơ, trắng và mịn trông như

tuyết Có khả năng thích ứng trong điều kiện ấm ẩm, ở địa hình

cao, năng suất cao, phẩm chất thuộc loại tốt nhất Nguyên sản ở

Vân Nam (Trung Quốc), miền bắc của Miến Điện và Việt Nam

d Chè Ấn Độ (Camellia sinensis var.Assamica).

Đặc điểm: Thân gỗ cao tới 17m phân thưa cành Lá to, dài tới

20-30cm, mỏng mềm và xanh đậm, phiến lá gợn sóng, có 12-15

đôi gân lá, rất ít hoa, quả, chịu rét và chịu lạnh kém, cho năng suất

búp cao và chất lượng tốt Nguyên sản ở Ấn Độ, được trồng nhiều

ở Ấn Độ, Miến Điện, Việt Nam

Các giống chè khác đều là biến chủng của 4 giống chè trên

5 Cây chè ở Việt Nam [14, 52]

5.1 Các thời kỳ phát triển của cây chè Việt Nam

5.1.1 Thời kỳ trước năm 1882

Từ xa xưa, người Việt Nam trồng chè dưới 2 loại hình:

- Chè vườn hộ gia đình uống lá chè tươi, tại vùng chè dồng bằng sông Hồng ở Hàđông, chè đồi ở Nghệ An

- Chè rừng vùng núi, uống chè mạn, lên men một nửa, như vùng Hà Giang, BắcHà

Hình 1.2: Chè TQ lá to

Hình 1.3: Chè TQ lá

Hình 1.4: Chè Shan

Hình 1.5: Chè Ấn Độ

5.1.2 Thời kỳ 1882-1945

Ngoài 2 loại chè trên, xuất hiện mới 2 loại chè công nghiệp; chè đen công nghệtruyền thống OTD, và chè xanh sao chảo Trung Quốc Bắt đầu phát triển những đồnđiền chè lớn tư bản Pháp với thiết bị công nghệ hiện đại Người dân Việt Nam, sảnxuất chè xanh tại hộ gia đình và tiểu doanh điền Chè đen xuất khẩu sang thị trườngTây Âu, chè xanh sang thị trường Bắc Phi là chủ yếu Diện tích chè cả nước là 13305

ha, sản lượng 6.000 tấn chè khô/năm

5.1.3 Thời kỳ độc lập (1945- nay)

Sau 1954, Nhà nước xây dựng các Nông trường quốc doanh và Hợp tác xã nôngnghiệp trồng chè; chè đen OTD xuất khẩu sang Liên Xô - Đông Âu, và chè xanh xuấtkhẩu sang Trung Quốc

Đến hết năm 2002, tổng diện tích chè là 108.000 ha, trong đó có 87.000 ha chèkinh doanh Tổng số lượng chè sản xuất 98.000 tấn, trong đó xuất

khẩu 72.000 tấn đạt 82 triệu USD

5.2 Các giống chè được trồng chủ yếu ở Việt Nam [14]

Cây chè ở Việt Nam phát triển khá mạnh với 4 giống chủ yếu sau:

- Giống chè Trung Du: chiếm 62.72%

- Giống chè Shan: chiếm 31.1%

5.3.1 Vùng chè Tây Bắc

Miền núi phía Bắc, bao gồm các tỉnh Lai Châu, Sơn La Đây là một vùng chè cũ,vốn có của Việt Nam, trước khi người Pháp chiếm Đông Dương Là vùng núi caonguyên hiểm trở, phần lớn diện tích ở độ cao dưới 100m.

Giống chè được trồng chủ yếu ở đây là: Giống chè Shan và giống chè Trung Du,trong đó giống chè Shan phù hợp và phát triển tốt hơn cho chất lượng cao hơn, hiệnnay đã trồng thêm một số giống chè mới như LDP1, LDP2, TR777, Đại bạch trà…Vùng này có đơn vị trồng và chế biến chè lớn là: Công ty chè Mộc Châu và công

ty chè Tam Đường, sản phẩm chủ yếu là chè đen (OTD và CTC) và chè xanh có chấtlượng tương đối tốt

5.3.2 Vùng chè Việt Bắc – Hoàng Liên Sơn

Bao gồm các tỉnh: Tuyên Quang, Hà Giang, Lào Cai, Hòa Bình và phía tây YênBái (Nghĩa Lộ, Văn Chấn), đây là một vùng chè rất quan trọng của Việt Nam Vùngnày có 2 trình độ sản xuất quảng canh và thâm canh khác nhau rõ rệt Đó là tiểu vùngchè rừng dân tộc và tiểu vùng chè đồi công nghiệp với trình độ thâm canh cao hơn.Sản lượng búp chè tươi chiếm 31.15% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước.Giống chè chủ yếu là chè Shan và Trung du, hiện nay đã có một số giống chè mới như:Bát Tiên, Đại Bạch trà, TR777, LDP1, … đang được trồng nhưng với diện tích nhỏ,nhằm khảo nghiệm để thay đổi cơ cấu giống chè cho phù hợp với đòi hỏi của ngườitiêu dùng

5.3.3 Vùng chè Trung du Bắc Bộ

Vùng chè Trung du Bắc Bộ, nằm tại gianh giới giữa miền núi và miền đồng bằngBắc Bộ, bao gồm các tỉnh Phú Thọ, Bắc Cạn, Thái Nguyên, phía nam Yên Bái, HàTây, Hòa Bình và Hà Nội Đây là một vùng chè quan trọng về diện tích và sản lượng.Sản lượng chè búp tươi chiếm khoảng 26.22% tổng sản lượng chè búp tươi cảnước Giống chè chủ yếu là chè Trung du và một số giống mới PH1, LDP1, …

5.3.4 Vùng chè Bắc Trung Bộ

Đây là một vùng chè lâu đời của Việt Nam, trước thời kỳ Pháp thuộc người dân ởđây đã trồng và biết chế biến chè đơn giản gọi là chè Bạng (Thanh Hóa) Vùng nàybao gồm các tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh Các giống chè được trồng chủ yếu ởvùng này là: chè Trung du, PH1, và một số giống của địa phương: chè Gay của Nghệ

5.3.5 Vùng chè Tây Nguyên

Đây là vùng có địa hình khá phức tạp, có nhiều núi cà cao nguyên rộng và bằngphẳng Ranh giới tự nhiên gần trùng với gianh giới hành chính của 3 tỉnh Lâm Đồng,Gia Lai Con Tun và Đắc Lắc

Giống chè chủ yếu của vùng này là chè Shan, chè Ấn Độ gieo bằng hạt Sảnphẩm chủ yếu là che đen (OTD và CTC) xuất khẩu, chè xanh xuất khẩu và nội tiêuSản lượng chè búp tươi chiếm 31% tổng sản lượng chè búp tươi cả nước, tỏng đótỉnh Lâm Đồng có sản lượng chè búp tươi lớn nhất nước

5.3.6 Vùng chè Duyên Hải miền Trung

Đây là một vùng chè quan trọng của người Việt Nam, trước khi Pháp chiếmĐông Dương, phần lớn là các vườn chè dọc theo duyên hải Trung Bộ, trồng trên cácsườn của dãy Trường Sơn thuộc các tỉnh Quảng Bình, Quảng Nam, Quảng Ngãi vàgần đây là Bình Định

Vùng này, do điều kiện khí hậu nắng nóng, gây ảnh hưởng xấu tới việc thực hiệnquy trình công nghệ chế biến chè đen, nên chỉ tập trung vào sản xuất chè xanh tiêu thụtrong nước là chính, chất lượng trung bình, sản lượng không nhiều

6.1 Nước

Nước là thành phần chủ yếu trong búp chè Trong búp chè (1 tôm + 3 lá) hàmlượng nước thường có từ 75-82% Hàm lượng nước trong búp chè thay đổi tùy theogiống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái…

6.2 Polyphenol [16, 30]

Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trongchè Cá cấu tử chính chiếm đa số là các catechin (C, EC, EGCG, EGC, ECG, …).Ngoài ra trong thành phần polyphenol của chè còn có một số chất khác với tỉ lệ thấpnhư các flavonol (quercetin, kaempferon, rutin, …), các dẫn xuất glucoside, cácleucoanthocyanin, theaflavin, thearubigin

6.3 Alkaloid [51]

Trong chè có các alkaloid sau: cafein, theobromin, theophilin, adenin, guanin.Trong đó nhiều nhất là cafein, hàm lượng cafein ở trong chè cao từ 3-5% tổng lượngchất khô trong chè tươi, thường nhiều hơn cafein trong lá cà phê từ 2-3 lần

6.4 Protein và axit amin [16, 33]

Protein trong búp chè phân bố không đều, chiếm khoảng 15% tổng lượng chấtkhô của lá chè tươi Các axit amin cơ bản trong lá chè bao gồm aspartic, arginine,alutamic, serine, glutamine, tyrosine, valine, phenylalanine, leucine, isoleucine vàtheanine … Trong đó theanine chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50-60% tổng hàmlượng axit amin tự do, theanine là axit amin đặc trưng của cây chè, theanine chỉ có thểđược tìm thấy ở các cây họ chè và một số ít các loài nấm

6.5 Gluxit và pectin [51]

Trong lá chè chứa rất ít gluxit hòa tan, các gluxit không hòa tan chiếm tỉ lệ lớn.Pectin làm cho chè có mùi táo chín trong quá trình làm héo, làm chè dễ xoăn khi chếbiến nhưng dễ hút ẩm nên làm ảnh hưởng xấu tới quá trình bảo quản chè

6.8 Emzym

Trong búp chè non có hầu hết các loại men, nhưng chủ yếu gồm hai nhóm chính:

- Nhóm thủy phân: men amilaza, glucoxidaza, proteaza và một số men khác

- Nhóm oxy hóa khử: chủ yếu là hai loại men peroxidaza và polyphenoloxidaza

Tinh dầu: Thành phần tinh dầu chè chiếm tỉ lệ rất thấp trong tổng khối lượng của

lá chè (<0.01%) Các thành phần đã được nhận diện trong tinh dầu chè bao gồmlinalol, delta-cardinene, geraniol, nerolidol, alpha-terpineol, cis-jasmone, indone, beta-ionone, 1-octanal, indole-3-carbinol, beta-caryophyllene…

Chất béo và các axit béo tự do: Các hợp chất lipid, phospholipid và các axit béo

chiếm khoảng 5-6% trong lá chè Các axit béo tự do tìm thấy trong lá chè có linolenic,linoleic, oleic và palmitic…

Carotenoid: β-caroten, lutein, violaxanthine và neoxanthine được tìm thấy trong

lá chè

Axit hữu cơ: Trong chè có các axit như citric, tartaric, malic, oxalic, fumaric,

caffeic, quinic, succinic, chlorogenic, neo-chlorogenic, p-coumarylquilic, ellagic…

Kim loại: Các chất vô cơ chiếm khoảng 5-6% khối lượng khô của chè, biến đổi

khá nhiều tùy theo thổ nhưỡng của vùng đất, chiếm nhiều nhất là nhôm, mangan,magie,…

7. Tình hình sản xuất chè trên thế giới và tại Việt Nam [56, 57, 60]

Hiện nay chè được trồng ở 59 nước trên khắp các châu lục, với tổng diện tíchkhoảng 2.5 triệu Ha Trong đó có sản lượng chè khô lớn là:

- Ấn Độ: Là nước có sản lượng chè khô lớn nhất, hàng năm đạt 850÷870 ngàntấn, sản phẩm chủ yếu là chè đen cánh nhỏ

- Trung Quốc: Hàng năm đạt 625÷650 ngàn tấn, sản phẩm chủ yếu là chè xanh(chè xanh đặc sản: Trảm mã trà, bạch trà…)

- Srilanka và Kenya: Hàng năm đạt 300 ngàn tấn, sản phẩm chủ yếu là chè đencánh nhỏ

- Indonesia, Thổ Nhĩ Kỳ, Nhật Bản: mỗi năm đạt sản lượng 100 ngàn tấn; NhậtBản sản xuất chủ yếu là chè xanh

Ở Việt Nam, theo số liệu thống kê từ Tổng cục Hải quan trong năm 2008 lượngchè xuất khẩu đạt 104 nghìn tấn, trị giá đạt 147 triệu USD, giảm 5,4% về lượng nhưngtăng nhẹ 0,2% về trị giá so với năm 2007 Theo kế hoạch của ngành chè Việt Namnăm 2009, ngành chè dự kiến sẽ xuất khẩu 117 nghìn tấn với kim ngạch đạt khoảng

167 triệu USD Từ các số liệu trên cho thấy ngành chè ở Việt Nam phát triển khámạnh và khẳng định được vị trí trên thị trường thế giới

Nhóm các hợp chất polyphenol là thành phần được quan tâm nhiều nhất trongchè Chính nhờ các hợp chất này mà chiết xuất từ chè xanh có những đặc tính quý giánhư khả năng chống ung thư, chống oxy hóa, giảm cholesteron… Chính vì vậy, tìm

hiểu về hợp chất polyphenol nói chung và các hợp chất polyphenol có trong chè nóiriêng là điều cần thiết khi tiến hành các nghiên cứu về chè.

1 Phân loại các hợp chất phenolic [5]

Trong lá chè cũng như các bộ phận khác của cây chè có chứa rất nhiều hợp chấtphenolic khác nhau Thuật ngữ “hợp chất Phenolic” dùng để chỉ một nhóm hợp chất cócấu trúc vòng benzen, mang một hoặc nhiều nhóm thế hydroxil gắn trực tiếp vào vòngthơm Dựa vào đặc điểm cấu tạo phân loại các chất phenolic trong thực vật thành cácnhóm chính như sau:

Nhóm phenol đơn giản: gồm các chất được cấu tạo từ một vòng benzen và một

hay nhiều nhóm OH, được phân thành các monophenol, diphenol (pyrocatechin,…),triphenol (pyrogallol…)

Nhóm hợp chất phenol phức tạp: Trong thành phần cấu tạo, ngoài vòng benzen

Nhóm hợp chất phenol polymer: Có cấu tạo khung cacbon: (C6 – C3)n, (C6)n, (C6– C3 – C6)n Được chia thành các nhóm: Tanin, lignin, melanin, catecholmelanin, axithumic có trong than bùn

2 Hợp chất polyphenol trong chè [18, 51]

Trong số hàng nghìn hợp chất polyphenol trong cây đã được biết rõ cấu trúc thìcho đến nay flavonoit là nhóm hợp chất quan trọng hơn cả, nổi trội nhất về hoạt tínhsinh học và phạm vi ứng dụng Flavonoit phân bố phổ biến trong thức vật bậc cao, đặc

vật mà có Cho tới nay, có hơn 4000 flavonoit được tìm thấy từ thực vật Flavonoit lànhóm hợp chất polyphenol chủ yếu đóng vai trò quan trọng trong thành phần hóa họccủa chè xanh, chính vì vậy, nói đến hợp chất polyphenol trong chè là nói đến các hợpchất flavonoit Các hợp chất polyphenol trong chè được chia thành 5 nhóm chính:

1 2 6

OH

5

A

BC

CO

OH OH OH

Hình 1.6: Công thức tổng quát của catechin, gốc galloyl.

Trong đó: Gốc R1 có thể là (-H) hoặc gốc galloyl Gốc R2 có thể là H) hoặc OH) Như vậy, theo lý thuyết có 4 loại catechin ban đầu như sau:

( Nếu R1 = R2 = (-H): Catechin, ký hiệu là C

- Nếu R1 = (-H); R2 = (-OH): Gallocatechin, ký hiệu là GC

- Nếu R1 = gốc galloyl; R2 = (-OH): Gallocatechin gallate, ký hiệu là GCG

- Nếu R1 = gốc galloyl; R2 = (-H): Catechin gallate, ký hiệu là CG

Catechin có 2 nguyên tử cacbon bất đối ở vị trí 2,3; do đó tạo ra nhiều đồng phânquang học Cụ thể là:

- Các dạng đồng phân thuận nghịch do cacbon bất đối ở vị trí 3 gây ra:

OHH3

OH nằm trên mặt phẳng quay cực, ta có đồng phândạng thuận, ký hiệu epi

OH

H3

OH nằm dưới mặt phẳng quay cực, ta có đồng phândạng nghịch, không thêm ký hiệu

- Các dạng đồng phân dị cấu thể do cacbon ở vị trí 2 gây ra

Tức H quay phải, có đồng phân dạng D

Nếu C H Tức H lúc quay trái, lúc quay phải không ổn định

sẽ có đồng phân dang D, L

2.1.2 Thành phần, hàm lượng các chât catechin có trong chè

Theo lý thuyết tính toán, trong lá chè có thể có 4x3x2 = 24 loại catechin khácnhau Tuy nhiên, cho đến nay người ta mới chỉ tìm thấy 7 loại chất catechin có mặttrong lá chè tươi

OH OH

OH H

OH

OH

H

H HO

OH HO

OH

OH

OH H

OH

OH OH H

C O

OH OH OH

(+) – gallocatechin gallate C 22 H 18 O 11 (T nc : Nhiệt độ nóng chảy, M: Khối lượng phân tử, α D : góc quay cực)

Hình 1.7: Công thức cấu tạo của một số catechin chính có trong chè

Hàm lượng catechin trong búp chè cao nhất đạt đến khoảng 30% trọng lượngkhô Trong các hợp chất catechin được tìm thấy trong chè, thành phần gallate chiếm đa

số (trên 80% tổng catechin) EGCG là thành phần đặc trưng của chè do chỉ được tìmthấy trong chè, EGCG có thể chiếm đến hơn 50% tổng khối lượng các hợp chấtcatechin và khoảng 10% tổng khối lượng khô của chè, tiếp theo là EGC và ECG(chiếm khoảng 10 – 20% tổng catechin) Các hợp chất catechin (C, EC, GC) còn lại cóhàm lượng thấp và không phải là thành phần đặc trưng của chè do còn được tìm thấytrong cacao, nho, táo, hành,…, với mức độ phân bố rộng hơn Hàm lượng của cáccatechin trong lá chè luôn luôn thay đổi, phụ thuộc vào giống chè, thời kỳ sinh trưởng,

bộ phận của cây chè, vị trí các lá trên búp chè và các yếu tố khác về thổ nhưỡng, khíhậu, cách chăm bón… Trên cùng một đọt chè tươi không phải lúc nào cũng đủ 7 loạicatechin như đã nêu ở trên; lá càng non thì sự tổng hợp catechin càng mạnh, tuy nhiên

số lượng catechin trong lá non không đầy đủ như trong lá già và cẫng Điều này có thểthấy qua bảng sau:

Bảng 1.1: Hàm lượng catechin trong lá chè (mg/g chế phẩm chiết bằng etyl axetat)[16]

BC

1 2 3 4 5

6 7

Hình 1.8: Khung cacbon cơ bản của catechin

Theo khung cơ bản gồm 3 vòng A, B, C, cấu trúc của họ flavonoit được chia làm

HO

COOH

OH OH O

ATP P

+ H2C C COOH

O P

COOH

O C OH

O

CH 2

COOH Phospho enol pyruvic acid

Axit shikimic 5-phosphoshikimic 3-enol pyruvyl shikimate 5-phosphate

P

-H3PO4+H2O

CH2COCOOH HOOC

OH

+NH3-CO2

CH2NH

C COOH H

OH

-NH3OH

CH=CH COOH OH

Hình 1.9: Chu trình sinh tổng hợp tạo thành phenylpropan [8]

Phần C 6: xuất phát từ 3 đơn vị axetat dẫn đến axit triaxetic

CH3 – COOH + HCH2 – COOH CH3–CO–CH2–COOH

Axit axetoaxetic

CH3–CO–CH2–COOH + HCH2 – COOH CH3–CO–CH2–CO–CH2–COOH

Axit triaxetic Hai phần này được đóng ghép lại thành mạch chính chalcone Từ chalcone, xuấthiện nhiều dẫn xuất khác nhau của họ flavonoit

O O

H

COOH

CH C O HO

OH HC

CH C O O

CH2

O O

H COOH

-H2O

OH HC

CH C O

H O H H

O H H

O OH

Hình 1.10: Quá trình phản ứng kết hợp thành mạch cơ bản chalcone [7]

Qua các kết quả nghiên cứu, sơ đồ sinh tổng hợp sau đươc đề nghị cho các hợpchất catechin trong lá chè:

Hình 1.11: Sơ đồ sinh tổng hợp catechin trong lá chè [7]

2.1.4 Một số tính chất của hợp chất catechin [18]

Các chất catechin có trong lá chè tươi khi tách riêng ra ở dạng tinh khiết là nhữngchất không màu, kết tinh dạng hình kim hoặc hình lăng trụ, có vị chát dịu hoặc chátđắng, với dung dịch FeCl3 cho kết tủa màu xanh nhạt hoặc xanh thẫm Dễ tan trongnước nóng, rượu, axeton, etyl axetat, không tan hoặc khó tan trong benzen, clorofooc.Nguyên nhân của những tính chất khác nhau trên là do trong phân tử của chúng cóchứa gốc pirocatesic hoặc gốc pirogalic

OHOH

OHOHOH

Sau khi catechin bị oxy hóa thành octoquinon, bản thân octoquinon là chất rắnhoạt động nếu có mặt các đối chất oxy hóa khác như glucoza, vitamin C … nó sẽkhông ngưng tụ mà ngược lại sẽ oxy hóa các chất đó, còn bản thân sẽ bị khử trở lạithành catechin ban đầu Quá trình oxy hóa khử các catechin dưới tác dụng của enzym

và có mặt các đối chất oxy hóa khác như sau:

Trong hệ thống phản ứng trên, catechin làm nhiệm vụ của nguyên tố hô hấp,octoquinon làm nhiệm vụ của sắc tố hô hấp, AH2 là đối chất oxy hóa.

b Phản ứng cộng

Trong quá trình oxy hóa các catechin thành octoquinon, nếu trong hệ thống phảnứng có mặt axit amin thì các octoquinon mới được tạo thành sẽ kết hợp với các axitamin tạo thành sản phẩm của phản ứng cộng như hinh 1.8

c Phản ứng ngưng tụ

Các octoquinon được tạo thành trong quá trinh oxy hóa các catechin là nhữngchất rất hoạt động, chúng có thể kết hợp với nhau để tạo thành các hợp chất nhưng tụphân tử lớn Quá trình này xảy ra rất mạnh ở giai đoạn vò chè trong sản xuất chè đenkhi tế bào của lá bị phá vỡ

Cơ chế của sự ngưng tụ cho đến nay đã đươc nhiều người nghiên cứu và đã đạtđược những kết quả lớn Ở phần này chi nêu tóm tắt các phản ứng và một số điều kiện

để tạo ra quá trình ngưng tụ và các sản phẩm chủ yếu của quá trình này

O

OH H

H

O O HO

OH

O OH S H

H

O O HO

NH COOH

(CH2)2

NH COOH

SH+

H2O

Hình 1.8: Phản ứng cộng của catechin và axit amin

Tóm tắt hệ phương trình các phản ứng nói về môi quan hệ giữa hô hấp với lên

A

AH2

Catechin (O) enzym octoquinon

Octoquinon + glucoza catechin + CO2 H

2O+

2.2.1 Công thức cấu tạo

Các hợp chất anthoxanthin thuộc nhóm flavonol trong họ flavonoit Chúng cócông thức cấu tạo chung như sau:

O

OOH

- Nếu R1 = R3 = (-H); R2 = (-OH): ta co chất Kaempferol

- Nếu R1 = R2 = (-OH); R3 = (-H): ta có chât Quercetin

- Nếu R1 = R2 = R3 = (-OH): ta có chất Myricetin

Không hiện màu trong dung dịch vanilin

Anthoxanthin tồn tại trong chè chủ yếu dưới dạng glycozit có vị đắng và kíchthích niêm mạc, làm se niêm mạc miệng, góp phần tạo vị chè và một số chấtanthoxanthin có hoạt tính sinh tố P

2.3 Hợp chất anthocyanin [7, 18]

2.3.1 Công thức cấu tạo [29]

Hợp chất anthocyanin thuộc nhóm flavonoit dẫn xuất croman Trong thực vật, hầu như các hợp chất anthocyanin đều tồn tại ở trạng thái kết hợp với các gốc đường (glycozit) Tất cả các anthocyanin đều có chứa trong vòng pyran oxi hóa trị tự do Ở trạng thái tự do, anthocyanin gồm 3 chất chủ yếu là pelargonidin, cyanidin và

delphinidin

Pelargonidin

O+OH

OH HO

Màu sắc của chúng thay đổi theo pH: pH > 7 có màu xanh đậm; pH < 7 có màuđỏ

Các hợp chất leucoanthocyanidin thường gặp nhât trong chè là:

O

OHOHOH

OHHO

Leucodelphinidin

O

OHOHOH

OH

OH

OH OH

OH

OH

OH OH

OH

HO

2.5 Các axit phenol cacboxilic

Axit phenol cacboxilic là nhóm chất tự nhiên có trong thực vật Đặc điểm củanhom chất này là trong phân tử có chứa nhóm phenol và nhóm cacbonyl Trong lá chè

đã tìm thấy nhiều loại axit phenol cacboxylic khác nhau, một trong số đó tham gia vàothành phần cấu tử của tanin, tạo vị độc đáo nhưng làm lượng của chúng thấp Chất đongiản và tiêu biểu nhất là axit gallic, sau đó là axit metadigallic, axit ellagic…

O

HO

OH OH OH

OCO

OH OH

COOH

HO HO HO

O

O

OH

OH O

O

HO HO

III TÁC DỤNG SINH HỌC VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA CHÈ

1 Tác dụng sinh học của hợp chất polyphenol chè xanh

1.1 Tác dụng chống oxy hóa của Flavonoit [5, 21, 23, 29, 34, 40, 44, 46]

Một trong những cơ sở sinh hóa quan trọng nhất để flavonoit thể hiện được hoạttính sinh học của chúng là khả năng kìm hãm các quá trình oxy hóa dây chuyền sinh rabởi các gốc tự do hoạt động Quá trình này diễn ra theo cơ chế gốc Tuy nhiên, hoạttính này thể hiện mạnh hay yếu phụ thuộc vào đặc điểm câu tạo hóa học của từng chấtflavonoit cụ thể Bản chất của quá trình đuợc giải thích như sau:

a Sự hình thành các gốc tự do

Các dạng oxy (RSO) và nitơ phản ứng (RNS) là những dạng oxy và nitơ hoạtđộng Chúng bao gồm các gốc tự do như ion superoxit (O2∙), gốc hydroxyl (OH∙) vàgốc nitơ oxit (NO∙) cũng như các dạng không gốc như hydroperoxit (H2O2), oxy đơnbội (1O2) và axit nitơ (HNO2)

Theo nghiên cứu của các nhà sinh học như Harman (1984); Wolford (1983);Tauban (1986) đã đồng kết luận rằng phần lớn các gốc tự do tạo thành trong cơ thể conngười là do quá trình phản ứng sinh hóa trong cơ thể như quá trình oxy hóa phân tử,chúng có thể nối kết với nhau và phá hủy các tế bào xung quanh A.L Stoll giải thíchthêm rằng các gốc tự do có trong cơ thể con người là do cơ thể sản sinh trong tiến trình

tự nhiên, do tế bào oxy hóa để tạo năng lực hoạt động

Ngoài các gốc tự do sinh ra trong quá trình sinh lý bình thường, cơ thể còn bị ảnhhưởng của các dạng oxy hoạt động phát sinh bởi các yếu tố bên ngoài như ánh sángmặt trời, tia X, phóng xạ và chất hóa học nhu thuốc xịt chất sát trùng, thuốc ướp xácchết (formaldehyde), toluen, benzen được tìm thấy nhiều trong chất lỏng tẩy rửa, trongnước sơn và trong các vecni đánh bóng gỗ, nó cũng do nguồn thức ăn, thức uống mangđến như chiên, nướng, rượu …

Vì các gốc tự do có điện tử vòng ngoài lẻ nên không bền vững, do đó chúng phảikết hợp với một nguyên tử khác để có số điện tử vòng ngoài chẵn bền vững Tuynhiên, sự bền vững này chỉ trong chốc lát, vì chính nó lại tạo ra một nguyên tử khôngchọn vẹn khác và tiếp tục kết hợp với một nguyên tử khác, và cứ thế tiếp tục chu kỳ

Ứng vơi thời kỳ này, các cơ quan tổ chức bị phá hoại nghiêm trọng, gây nên nhữngbiến đổi bệnh lý như ung thư, hoại tử, rối loạn tiêu hóa … Đến giai đoạn dập tắt mạch,các gốc phản ứng với nhau tạo ra những sản phẩm bền, trung tính, ví dụ như:

R1• + R2• → R1 – R2Hậu quả là xảy ra quá trình polyme hóa Thí dụ, ở người già, các tổ chức bị sơchai, không mềm mại, bởi vì phản ứng gốc tự do đã làm cho các gốc liên hợp lại vớinhau

Do đó, các gốc tự do được xem như là một cặn bã trong tiến trình sản xuất, tạo ra

sự sơ cứng động mạch, làm hư hại cấu trúc sinh hóa AND, và làm nguy hại các màngcủa các tế bào… Chất này luân chuyển trong máu, hiện hữu khắp nơi trong cơ thể, vớimột số lượng khổng lồ, biến đổi liên tục, mà khoa học hiện đại khám phá rằng chính

nó là nguyên nhân tàn phá cơ thể con người

b Tác dụng chống oxy hóa của flavonoit

Trong cơ thể con người có sẵn một vài enzym dùng để bảo vệ và ngăn ngừa nhiềuloại gốc tự do làm nguy hại tế bào như: superoxit dismutaza (SOD), phân hóa tố(catalaza) trong nhiều tế bào (như hồng cầu và gan) hoặc glutathione periodaza Tuynhiên vì số lượng gốc tự do trong cơ thể quá nhiều nên phải nhờ đến những chất chốngoxy hóa từ ngoài vào cơ thể theo dạng thức ăn, thuốc uống … Ngày nay, nhiều nhàhóa – sinh học cho rằng flavonoit là chất chống oxy hóa lý tưởng đối với con người.Khi đưa flavonoit vào cơ thể sẽ sinh ra gốc tự do bền vững hơn các gốc tự dođước hình thành trong quá trình bệnh lý (viêm nhiễm, ung thư, lão hóa…) chúng cókhả năng giải tỏa các điện tử trên mạch vòng của nhân thơm và hệ thống nối đôi liênhợp, làm triệt tiêu các gốc tự do hoạt động Các gốc tự do tạo nên bởi flavonoit phảnứng với các gốc tự do hoạt động và trung hòa chúng nên không tham gia vào daaychuyền phàn ứng oxy hóa tiếp theo Kết quả là hạn chế quá trình bệnh lý do cắt đứtdây chuyền phản ứng oxy hóa

Ví dụ: Khi ở dạng quinon hoặc semiquinon, flavonoit loại trừ gốc tự do hoạt độngtheo cơ chế sau:

Kết quả là hai gốc R• bị triệt tiêu và tạo thành sản phẩm không gốc.

Khi flavonoit ở dạng hydroquinon, phản ứng cũng xảy ra tương tự:

RO2• + Ar – OH → RO2H + ArO•Như vậy các gốc tự do phenol bền vững sẽ thay thế các gốc tự do kém bền vữngtrong phản ứng peroxy hóa nên dây chuyền phản ứng sẽ bị cắt đứt Vì vậy các nhà hóahọc và sinh học gọi các “gốc tự do bền vững” này là “những tác nhân thu gọn và hủydiệt” các gốc tự do độc hại bảo vệ cơ thể

Ngoài cơ chế trên, flavonoit còn kìm hãm sự phát triển các gốc tự do hoạt động

do có khả năng tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp như Fe++, Cu++ … để chúngkhông thể xúc tác cho phản ứng Fenton sinh ra các gốc như OH•, 1O2

Tác dụng chống oxy hóa của flavonoit đã được nhiều công trình nghiên cứuchứng minh và được ứng dụng nhiều trong y học ngày nay

Các flavonoit có khả năng tác động đến hoạt động của nhiều hệ enzym động vật

trong các điều kiện in vitro và in vivo Khả năng tương tác với protein là một trong

những tính chất quan trọng nhất của các hợp chất phenol, quyết định hoạt tính sinh họccủa chúng Phản ứng xảy ra giữa nhóm oxiphenolic và oxicacbonyl của các nhómpeptit để tạo thành liên kết hydro

dị lập thể (chất điêu hòa dị lâp thể) đối với nhiều enzym trong tế bào động thực vật.Flavonoit có tac dụng lên nhiều enzym động vật như: protein-tyrozin kinaza,protein kinaza, lipooxygenaza và cyclooxigenaza, phospholypaza AND topoizomeza;glutation S transferaza; aldoz reductaza; monoamin oxidaza; pyruvat kinaza; aldehyt

và alcohol dehydroganaza; amylaza; ARN polymeraza; AND polymeaza; AND ligaza

I ở người; ribonucleaza; hệ cytocrom P450; elastaza; nitric oxit syntaza; …

Bản thân các chất flavonoit khi ở trong cơ thể động vật có thể tồn tại ở dạng oxihóa hoặc dạng khử và chịu nhiều biến đổi phức tạp khác nhau cho nên có thể trong cácđiều kiện khác nhau nó sẽ thể hiện hoạt tính sinh học khác nhau: kìm hãm hoặc kíchthích hoạt động enzym, hoặc kích thích có mức độ và điều kiện

Nhờ tác dụng sinh học đối với enzym mà các flavonoit có khả năng ức chế sựphát triển của tế bào ung thư, mau chóng làm lành vết thương, giảm các nguy cơ vềbệnh tim mạch…

Tác dụng chống viêm nhiễm và kháng khuẩn của flavonoit đã được nhiều côngtrình nghiên cứu trên thế giới chứng minh Về tác dụng kháng khuẩn, một số tác giảnghiên cứu tác dụng của 24 anthocyanin, leucoanthocyanin và axit phenolic lên vi

khuẩn Salmonella và thấy có tác dụng kìm hãm rõ rệt Hầu hết các chất này có khảnăng kìm hãm sự hô hấp hay phân chia của vi khuẩn khi có mặt glucoza Tháng8/1996, giáo sư T.Shimamura công tác tại trường đại học y khoa Showa (Nhật Bản) đã

có công trình diễn thuyết về “tác động diệt khuẩn E-coli-157” tại hội thảo chuyên đề

về diệt khuẩn của chè xanh Hợp chất Catechin tạo nên vị đắng của chè xanh có côngdụng hữu hiệu trong việc tiêu diệt hầu hết các loại vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm và

giải trừ luôn những độc tố do vi khuẩn tiết ra cụ thể đây là độc tố Veratoxin của

Ecoli-157 Nếu uống chè xanh trong và sau bữa ăn sẽ phát huy được cơ chế chất catechin

tiêu diệt tế bào vi khuẩn Trong các thử ngiệm này chè xanh được ngâm trong nướcmuối để tạo ra hợp chất pha loãng nồng độ 2.5 ÷ 5 % so với chè bình thường Còn khingâm bới nước nóng chất catechin được giải thể nhiều hơn nên tác động diệt khuẩncũng được cải thiện

Tác dụng kháng virut của flavonoit cũng đã được khẳng định Chang-Qi Hu vàcác cộng sự đã nghiên cứu khả năng ức chế virut HIV ở tế bào H9 của 35 flavonoitchiết xuất từ thực vật và tổng hợp đã thấy rằng các hợp chất có nối đôi ở vị trí C-2, C-3

và chứa nhóm –OH ở C-5 và C-7 thể hiện hoạt tính cao hơn Sự có mặt của các nhómthế hydroxi hoặc halogen ở vòng B thường làm giảm hoạt tính Trong các dòng tế bào

người, Herpesvirut hominis bị kìm hãm bởi quercetin ở nồng độ 300μg/ml, nhưng

không kìm hãm bởi rutin hay dihydroquercetin Khi thêm quercetin vào virut gây bệnh

ở người, virut sẽ bị kìm hãm nếu nó có vỏ bọc và chết nếu không có vỏ bao bọc bảovệ

Các nghiên cứu về cơ chế tác dụng kháng sinh của flavonoit còn rất ít và có thểtheo một số giả thiết sau:

- Falvonoit ức chế enzym transpeptidaza làm cho mucopeptit – yếu tố đảm bảocho thành tế bào vi khuẩn vững chắc không không tổng hợp được

- Gắn lên màng nguyên sinh chất của vi khuẩn, làm thay đổi tính thẩm thấu chọnlọc của màng nguyên sinh chất Vì vậy làm cho một số chất cần thiết cho đời sống vikhuẩn như nucleotit, pyrimidin, purin lọt qua màng nguyên sinh chất ra ngoài

- Tác động lên quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn theo hai kiểu: phong bếmạch peptit của vi khuẩn bằng cách phong bế enzym transferaza chuyển axit amin từ