Đánh giá hàm lượng flavonoid trong một số cây họ đậu của việt nam

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ------ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG FLAVONOID TRONG MỘT SỐ CÂY HỌ ĐẬU CỦA VIỆT NAM NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

-





 -

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG FLAVONOID TRONG MỘT SỐ

CÂY HỌ ĐẬU CỦA VIỆT NAM

NGƯỜI HƯỚNG DẪN : PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐẠO SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN THỊ HẠNH

Hà Nội - 2016

Xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Sinh Học, Viện Đại Học

Mở Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành bản khóa luận

Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn

bè đã luôn động viên giúp đỡ trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2016

Sinh viên TRẦN THỊ HẠNH

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Flavonoid 3

1.1.1 Giới thiệu 3

1.1.2 Cấu trúc hóa học 3

1.1.3 Phân loại flavonoid 4

1.1.3.1 Eucoflavonoid 4

1.1.3.2 Isoflavonoid 5

1.1.3.3 Neoflavonoid 6

1.1.4 Tính chất của flavonoid 6

1.1.4.1 Eucoflavonoid 7

1.1.4.2 Isoflavonoid 8

1.1.5 Lợi ích của flavonoid 8

1.1.5.1 Tác dụng của flavonoid đối với đời sống của thực vật 8

1.1.5.2 Tác dụng sinh học 9

1.1.6 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 10

1.2 Một số nghiên cứu về Flavonoid ở cây họ đậu 12

1.2.1 Giới thiệu về cây họ đậu 12

1.2.1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển 12

1.2.1.2 Thành phần hóa học flavonoid trong cây họ đậu 13

1.2.1.3 Lợi ích của flavonoid đối với sức khỏe 16

1.2.1.4 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 19

1.2.1.5 Tình hình nghiên cứu trong nước 19

1.2.2 Giới thiệu về cây sắn dây, đậu tương, đậu xanh, đậu đen 20

1.2.2.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển 20

1.2.2.2 Đặc điểm và hiện trạng sản xuất 24

1.2.2.3 Thành phần hóa học 29

1.2.2.4 Các sản phẩm từ đậu tương, đậu xanh, đậu đen và sắn dây 29

1.2.2.5 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước 31

PHẦN 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Vật liệu 33

2.1.1 Vật liệu nghiên cứu 33

2.1.3 Hóa chất 33

2.2 Phương pháp nghiên cứu 33

2.2.1 Phương pháp chiết tách bằng phương pháp dung môi 33

2.2.2 Phương pháp thu nhận flavonoid bằng phương pháp enzyme 35

2.2.3 Phương pháp phân tích 35

2.2.3.1 Phương pháp so màu (UV-spectrum) 35

2.2.3.2 Phương pháp phân tích flavonoid bằng sắc ký lớp mỏng( TLC) 36

PHẦN 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 Kết quả xác định bước sóng hấp thụ quang phổ của flavonoid trong dịch chiết sắn dây, đậu tương, đậu xanh, đậu đen 39

3.1.2 Kết quả xác định bước sóng hấp thụ quang phổ của flavonoid trong dịch chiết sắn dây 41

3.1.3 Kết quả xác định bước sóng hấp thụ quang phổ của flavonoid trong dịch chiết đậu tương 42

3.1.4 Kết quả xác định bước sóng hấp thụ quang phổ của flavonoid trong dịch chiết hạt đậu xanh 43 3.1.5 Kết quả xác định bước sóng hấp thụ quang phổ của flavonoid trong dịch chiết đậu đen 45 3.1.6 Kết quả xây dựng đường chuẩn flavonoid 46 3.2 Kết quả xác định hàm lượng Flavonoid trong sắn dây, đậu tương, đậu xanh, đậu đen 47 3.2.1 Kết quả xác định hàm lượng flavonoid trong nguyên liệu sắn dây 47 3.2.1.1: Kết quả chiết tách flavonoid từ củ sắn dây bằng dung môi là cồn 50% 48 3.2.1.2: Kết quả chiết tách flavonoid từ củ sắn dây bằng dung môi là nước 49 3.2.1.3: Kết quả chiết tách flavonoid từ củ sắn dây bằng enzyme 50 3.2.2 Kết quả xác định hàm lượng flavonoid có trong đậu tương, đậu xanh, đậu đen 52 3.2.2.1: Nguyên liệu để vỏ 52 3.2.2.2: Nguyên liệu đã tách bỏ vỏ 53 3.3 Kết quả phân tích định tính bằng phương pháp sắn ký bản mỏng (TLC) 54 3.4 Xác định hàm lượng Flavonoid trong một số sản phẩm thực phẩm 55 KẾT LUẬN 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Danh pháp của một số hợp chất thuộc nhóm Isoflavones 15

Bảng 3.1: Kết quả chiết các mẫu sắn dây bằng cồn 50% ……48

Bảng 3.2: Kết quả chiết các mẫu sắn dây bằng nước 49

Bảng 3.3: Kết quả chiết các mẫu sắn dây bằng phương pháp enzyme 50

Bảng 3.4: Bảng so sánh kết quả tách chiết các mẫu sắn dây theo các phương pháp chiết 50

Bảng 3.5: Bảng so sánh các phương pháp tách chiết 51

Bảng 3.6: Kết quả tách chiết nguyên liệu để vỏ 53

Bảng 3.7: Kết quả tách chiết nguyên liệu đã tách loại bỏ vỏ 53

Bảng 3.8: So sánh hàm lượng flavonoid trong nguyên liệu có vỏ và nguyên liệu đã bỏ vỏ 54

Bảng 3.9: Hàm lượng flavonoid trong một số sản phẩm thực phẩm 56

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cấu trúc hóa học của một số isoflavone 13

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của từng chất thuộc nhóm isoflavone 15

Hình 1.3: Cây sắn dây 21

Hình 1.4: Cây đậu nành 22

Hình 1.5: Cây đậu xanh 23

Hình 1.6: Cây đậu đen 24

Hình 1.7: Một số sản phẩm từ sắn dây, đậu nành, đậu xanh, đậu đen 30

Hình 3.1: Hình ảnh quét quang phổ của sản phẩm thuốc Kudzu USA… …40

Hình 3.2: Hình ảnh biểu diễn đỉnh quang phổ của sản phẩm thuốc Kudzu USA……….………40

Hình 3.3: Hình ảnh quét quang phổ của dịch chiết xuất từ củ sắn dây tươi 41

Hình 3.4 : Hình ảnh biểu diễn đỉnh quang phổ của dịch chiết xuất từ củ sắn dây tươi 42

Hình 3.5: Hình ảnh quét quang phổ của dịch chiết xuất từ đậu tương 43

Hình 3.6: Hình ảnh biểu diễn đỉnh quang phổ của dịch chiết từ đậu tương 43

Hình 3.7: Hình ảnh quét quang phổ của dịch chiết xuất từ đậu xanh 44

Hình 3.8: Hình ảnh biểu diễn đỉnh quang phổ của dịch chiết từ đậu xanh 44

Hình 3.9: Hình ảnh quét quang phổ của dịch chiết xuất từ đậu đen 45

Hình 3.10: Hình ảnh biểu diễn đỉnh quang phổ của dịch chiết từ đậu đen 45

Hình 3.11: Đồ thị biểu diễn đường chuẩn flavonoid 46

Hình 3.12: Mặt cắt ngang củ sắn dây 47

Hình 3.13: Sắc ký do TLC phân tích dưới ánh sáng UV 55

Hình 3.14: Hàm lượng flavonoid trong các mẫu nguyên liệu đã nghiên cứu (chiết tách flavonoid bằng phương pháp enzyme) 57

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 1

MỞ ĐẦU

Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học trên thế giới đã tìm ra các hợp chất flavonoid là những chất chống oxy hóa, có nhiều trong các loại thực phẩm khác nhau như trái cây, rau củ, thảo mộc, ngũ cốc và chocolate, rất tốt cho sức khỏe

Flavonoid là nhóm chất lớn nhất đựơc tổng hợp trong tế bào thực vật, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra màu sắc của các loại hoa quả, trong sự phát triển và khả năng phòng bệnh cho cây Hơn 4000 hợp chất flavonoid đã đựơc xác định và phân lập từ thực vật, chúng có nhiều tác dụng sinh học quan trọng, có thể tác dụng trực tiếp hay gián tiếp lên các biến đổi sinh hóa như tham gia các hoạt động của các enzym hay hoạt động của hệ thần kinh nội tiết, có tác dụng hiệu quả trong việc điều trị và ngăn ngừa các bệnh lý của cơ thể như kháng viêm, kháng dị ứng, chống virus và chống ung thư Nhờ tính chất chống oxy hóa mạnh mà flavonoid giúp cơ thể chống lại các tổn thương gây ra bởi các gốc tự do một cách hữu hiệu Khả năng chống oxy hóa của flavonoid còn mạnh hơn vitamin C, E, kẽm Vì vậy, flavonoid có tác dụng bảo vệ tim mạch, chống lại các bệnh cao huyết áp, nhồi máu cơ tim,

xơ vữa động mạch Các nhà nghiên cứu đã phát hiện các hợp chất flavonoid với hàm lượng cao trong các cây họ đậu và sắn dây

Tại Việt Nam, với những điều kiện thuận lợi về vị trí địa lý và khí hậu nên cây họ đậu và sắn dây được trồng khá phổ biến và có giá trị sinh học cao Trong đề tài nghiên cứu này tôi tập trung khảo sát hàm lượng flavonoid trong một số cây họ đậu và sắn dây nhằm tạo ra hướng nghiên cứu mong muốn tận dụng được nguồn nguyên liệu phong phú sẵn có để tạo ra sản phẩm chất lượng với giá thành hợp lý Từ những lý do trên tôi tiến hành nghiên cứu thực hiện đề tài:” ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG FLAVONOID TRONG MỘT SỐ

CÂY HỌ ĐẬU CỦA VIỆT NAM”

Mục tiêu đề tài: ĐÁNH GIÁ HÀM LƯỢNG FLAVONOID TRONG MỘT

SỐ CÂY HỌ ĐẬU CỦA VIỆT NAM

Nội dung nghiên cứu:

- Đánh giá hàm lượng flavonoid có trong hạt cây đậu tương, đậu xanh, đậu đen; củ sắn dây để làm cơ sở cho các nghiên cứu ứng dụng tiếp theo

- Đánh giá hàm lượng flavonoid trong một số sản phẩm thực phẩm

PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Flavonoid

1.1.1 Giới thiệu

Flavonoid là một nhóm hợp chất lớn thường gặp trong thực vật Hơn một nửa rau quả thường dùng có chứa nhóm flavonoid Cho đến nay có khoảng 4.000 chất đã được xác định cấu trúc Các flavonoid là các dẫn chất polyphenol (có nhiều nhóm chức phenol) có trong nhiều loại thực vật, đa phần có màu vàng, một số có màu đỏ, xanh, tím hay không có màu [1] Về cấu trúc hóa học, các flavonoid có khung chung là C6-C3-C6 gồm 2 vòng benzen A, B và vòng pyran C [1] Cũng giống vitamin C, các flavonoid được phám phá bởi một trong những nhà sinh hóa nổi tiếng nhất thế kỷ XX: Albert Szent-Gyorgyi (1893-1986) Ông nhận giải Nobel năm 1937 với những khám phá quan trọng về các đặc tính của vitamin C và flavonoid

Flavonoid gồm hai vòng thơm và một vòng pyran:

Vòng thơm bên trái gọi là vòng A Vòng thơm bên phải gọi là vòng B Vòng trung tâm chứa nguyên tử oxy gọi là vòng pyran

1.1.3 Phân loại flavonoid

Flavonoid có cấu trúc mạch C6C3C6 đều có hai vòng thơm Tùy thuộc vào cấu tạo của mạch C trong bộ khung C6C3C6, flavonoid được chia thành các nhóm sau [1][5]:

• Eucoflavonoid: flavon, flavonol, flavanon, flavanol, chalcon, antocyanin, anthocynidin

• Isoflavonoid: isoflavon, isoflavanon, rotenoid

• Neoflavonoid: calophylloid

1.1.3.1 Eucoflavonoid

Flavon có nhóm ceton ở C4 của khung cơ bản, có màu vàng chanh Flavonol là các flavon có thêm nhóm hydroxyl ở C3 Flavon rất phổ biến trong thực vật: thông, hòang cầm (rễ), mè (lá), cây anh thảo

Flavanon là các flavon mất đi dây nối đôi ở vị trí C2 Flavanol là các flavanon có thêm nhóm hydroxyl ở C3

Các Chalcon trong phân tử chỉ có 2 vòng A và B, còn vòng C bị mở Chalcon có chủ yếu ở trong một số cây họ Cúc, Asteraceac tập trung nhiều nhất ở vỏ cây, gỗ lõi (keo, bạch đàn, dẻ, đậu tương, trinh nữ hoàng cung, dương xỉ,…) Không tìm thấy ở động vật

1.1.3.2 Isoflavonoid

Các isoflavonoid: vòng B nối với vòng C ở vị trí C3

1.1.3.3 Neoflavonoid

Các Neoflavonoid: vòng B nối với vòng C ở vị trí C4

Phân tử của các hợp chất ở các phân nhóm trên đều có 2 vòng thơm, mang nhóm hydroxyl với số lượng và vị trí khác nhau, tùy thuộc từng chất Các hợp chất này có cấu trúc mạch C6C3C6 nhưng khung cầu nối C3 giữa hai nhân thì khác nhau tùy thuộc từng loại hợp chất Mạch cầu nối C3 có thể là mạch hở (chalcon), một vòng đơn (flavanon) hoặc vòng có nối đôi (flavon, flavonol)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 7

dạng hỗn hợp của các dẫn xuất với các tỷ lệ khác nhau, tùy thuộc nguồn gốc thực vật [3],[4],[5]

1.1.4.1 Eucoflavonoid

a Flavon, flavonol

- Là hợp chất phân cực nên tan trong nước, ít tan trong dung môi hữu cơ

- Hơ tờ giấy có nhỏ dịch chiết trên miệng lọ ammoniac cho màu vàng sáng

- Acid sunfuaric nhỏ lên các dẫn chất flavon, flavonol cho màu vàng đậm

- Dung dịch SbCl5/CCl4: màu vàng đậm

b Flavanon, flavanol

- Các dẫn xuất flavan- 3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt

- Flavanon, flavanol có trong lá, vỏ hoặc gỗ của một số cây Flavanon, flavanol là các chất không màu nhưng khi tác dụng với dung dịch acid vô cơ thì có màu đỏ

- Dễ bị oxy hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó khăn

c Chalcon

- Kém bền trong môi trường kiềm

- Tác dụng với dung dịch FeCl3: cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tùy theo số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử

- Dễ tan trong nước nóng, rượu,…tạo dung dịch không màu, không tan trong các dung môi không phân cực hoặc ít phân cực như benzene hoặc chloroform

- Dưới tác dụng của H+ hoặc OH-, chalcon có thể chuyển sang flavanon

- Khi tạo liên kết glycoside phần đường nối vào vị trí 4’, một số ở 2’

d Anthocyanidin, antocyanin

- Anthocyanidin có tính base đủ mạnh để tạo thành muối bền với acid vô cơ

- Chúng tạo dung dịch màu đỏ trong acid và màu xanh da trời trong môi trường kiềm

- Ở dạng base tự do, anthocynidin là chất đồng phân với flavanon

- Là dẫn xuất của flavon mà nhóm carbonyl bị khử thành rượu

- Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt

- Không màu nhưng khi tác dụng với acid vô cơ thì có màu đỏ

- Dễ bị oxy hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó khăn

- Anthocyanindin thường tồn tại dưới dạng glycozit gọi là anthocyanin

1.1.4.2 Isoflavonoid

Isoflavonoid tất cả không có màu sắc Nó đã được tạo thành từ axetat theo

cơ chế đóng vòng với phenylalamine, cinnamate dẫn xuất được xác nhập vào vòng B, C-2, C-3, C-4 của dị vòng

* Tính tan:

Isoflavones là hợp chất hữu cơ có phân tử rỗng và nặng Sự kết hợp glucose, glucuronide hoặc nhóm sunfat sẽ làm tăng khả năng tan trong nước Acetyl hoặc molonyl kết hợp với dạng glucose và metyl của Isoflavones sẽ làm tăng tính tan

* Tính chất hoá học:

Có tính acid Glucones còn có thể tạo ra aglucones Giữa các nhóm acid hoặc trong các cấu trúc đơn giản nhóm acetyl và nhóm malonyl có thể đổi chỗ Nhóm ngoại (nhóm malonyl) có thể đề cacboxyl và dễ dàng chuyển thành nhóm acetyl Trong cơ thể, enzym trong ruột và gan có thể tham gia vận chuyển và bài tiết các chất thải trong các phản ứng chuyển hoá

1.1.5 Lợi ích của flavonoid

1.1.5.1 Tác dụng của flavonoid đối với đời sống của thực vật

- Các nhóm phenol trong flavonoid có tác dụng hòa tan các chất để có thể dễ dàng di chuyển qua màng sinh lý

- Một số flavonoid có tác dụng như là chất chống oxy hóa, bảo vệ acid ascorbic trong cây [5]

- Một số có tác dụng ứng chế các enzyme và các chất độc của cây

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 9

- Nhờ vai trò của các nhóm chức hydroxyl, flavonoid có tác dụng ức chế và kích thích sinh trưởng cây

- Flavonoid còn tham gia vào quá trình hô hấp quang hợp

- Tạo ra sức hấp dẫn để dụ ong, bướm đến thụ phấn góp phần cho cây tồn tại

là các gốc tự do như OH*, ROO* (là các yếu tố gây biến dị, hủy hoại tế bào, ung thư, tăng nhanh sự lão hóa,…) [4]

- Các flavonoid còn có khả năng tạo phức với các ion kim loại nên có tác dụng như những chất xúc tác ngăn chặn các phản ứng oxy hóa Do đó các chất flavonoid có tác dụng bảo vệ cơ thể, ngăn ngừa xơ vữa động mạch, tai biến mạch, lão hóa, thoái hóa gan, tổn thương do bức xạ

- Hyaluronidase là enzyme làm tăng tính thẩm thấu của mao mạch, khi thừa enzyme này sẽ xảy ra hiện tượng xuất huyết dưới da Flavonoid ức chế hoạt động của hyaluronidase, vì thế nếu được bổ sung flavonoid tình trạng trên sẽ được cải thiện [4]

- Những nhà nghiên cứu cũng đã chỉ ra những tác động của thực phẩm giàu flavonoid với những nguy cơ về tim mạch như huyết áp cao Flavonoid làm bền thành mạch, được dùng trong các trường hợp rối loạn chức năng tĩnh mạch, giãn hay suy yếu tĩnh mạch, trĩ, rối loạn tuần hoàn võng mạc [4]

- Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan

- Nhiều flavonoid có tác dụng chống dị ứng, chống co giật, giảm đau,…

- Nhiều flavonoid có tác dụng đối với một số dạng ung thư (ung thư vòm họng, )

- Flavonoid thể hiện tác dụng chống co thắt những tổ chức cơ nhẵn (túi mật, ống dẫn mật, phế quản và một số tổ chức khác) [4]

- Tác dụng chống loét của flavanon và chalcon-glycoside của rễ cam thảo được ứng dụng để chữa đau dạ dày

- Nhiều flavonoid thuộc nhóm flavon, flavanon, flavanol có tác dụng lợi tiểu

rõ rệt Đó là các flavonoid có trong lá diếp cá, trong cây râu mèo,…

- Trên hệ tim mạch, nhiều flavonoid như quercerin, rutin, myricetin, hỗn hợp các catechin của trà có tác dụng làm tăng biên độ co bóp tim, tăng thể tích phút của tim [4]

1.1.6 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước

Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học trên thế giới đã tìm ra flavonoid,

là những chất chống oxy hóa, có nhiều trong các loại thực phẩm khác nhau như trái cây, rau củ, thảo mộc và chocolate, rất tốt cho sức khỏe con người Tiến sĩ Catherine Rice Evans thuộc International Antioxidant ResearchCentre, Luân Đôn báo cáo rằng: genistein và daidzen thuộc nhóm isoflavones có khả

năng chống oxy hóa hữu hiệu nhất

Theo nghiên cứu mới đây, bác sĩ Lee Hooper, giảng viên trường đại học East Anglia tại bang Norwich, U.K., và cộng sự đã sàng lọc hơn 133 nghiên cứu đã tìm ra được mối liên kết giữa những phân lớp flavonoid khác nhau và thực phẩm giàu flavonoid trên những tác nhân gây nguy cơ cho bệnh tim mạch như cholesterol có hại, huyết áp cao hay máu chảy chậm Báo cáo đưa

ra kết luận:

- Ăn chocolate hoặc ca cao làm tăng sự giản nở mạch máu Chúng cũng làm giảm áp suất của máu, tâm thu (phản ánh áp lực tối đa khi tim co lại)

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 11

bằng khoảng 6 điểm và tâm trương (phản ánh áp lực tối đa khi tim giãn) khoảng 3.3 điểm

- Protein đậu nành cũng làm giảm áp lực máu tâm trương gần bằng 2 điểm thủy ngân và cải thiện protein xấu, nhưng không ảnh hưởng đến cholesterol HDL tốt

Các nhà khà khoa học Nhật Bản cho biết rằng nếu mỗi ngày người Nhật đều dùng trà xanh thì tỷ lệ chết vì ung thư và tim mạch giảm đi một cách rõ rệt Uống trà xanh mỗi ngày là tăng lượng flavonoid trong máu của chúng ta lên đến 25% Một nghiên cứu mới của Mỹ được đăng trên tạp chí “Journal of Agricultural and Food Chemistry” khẳng định rằng các chất flavonoid có trong chanh có tác dụng ngăn ngừa các bệnh về thoái hóa não.Các Flavonoid có tác dụng estrogen: năm 1958, Fretoritus đã nghiên cứu tác dụng estrogen của một số nhóm chất cho thấy các glycozit quecxetin và kaempfer-3-ol-3-ramnogalacto-7-ramnozit đều có tác dụng estrogen Báo The Times of India dẫn lời các nhà khoa học cho biết, chính hợp chất flavonoid có trong củ hành với đặc tính chống oxy hóa đã giúp tiêu diệt các phân tử gốc tự

do Củ hành có tác dụng ngừa ung thư (đặc biệt là ung thư dạ dày), huyết áp cao và bệnh tim, giúp giảm cholesterol và ngăn ngừa chứng xơ vữa động mạch, qua đó giúp ngừa bệnh tim

Các nhà khoa học Serbia đã định tính được flavonoid và proanthoxyanidin

sử dụng sắc ký lớp mỏng silicagen

Trong dân gian từ lâu đã sử dụng những dược liệu giàu flavonoid để giữ gìn sức khỏe bằng cách dùng đơn giản là trà thuốc, thuốc sắc như nước trà (chè), trà artichaut,…những dượi liệu có hàm lượng cao flavonoid đã được khai thác và chiết xuất lấy flavonoid để phục vụ nền công nghiệp dược: hoa Hòe, vỏ Cam, Núc nác, Hoàng cầm, lá Xoài, và một số flavonoid đã được nghiên cứu, sản xuất thành sản phẩm: thuốc viên, thuốc nước,…rất tiện sử dụng

Ở nước ta trong thời gian gần đây nhiều đơn vị đã nghiên cứu chiết tách và xác định thành phần hóa học và hoạt tính sinh học các chất flavonoid có trong

một vài loại thực vật như: flavonoid trong hoa actiso Cynara scolymus L., hoa hòe, cây đơn kim Bidens pilosa L., cây cỏ Lào, cây lục thảo hoa thưa (Chlorophytum laxum R.Br.),…Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Hà

Thị Thanh Bình và cộng sự với nghiên cứu khảo sát tác dụng kháng khuẩn và chống viêm trên thực nghiệm của flavonoid chiết từ lá chè (Tạp chí Dược học

- 8/2005, số 352, (2005), 17)

1.2 Một số nghiên cứu về Flavonoid ở cây họ đậu

1.2.1 Giới thiệu về cây họ đậu

1.2.1.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển

Họ Đậu (danh pháp khoa học: Fabaceae), đồng nghĩa: Leguminosae (hay

hoa lớn thứ ba, sau họ Phong lan và họ Cúc, với khoảng 730 chi và 19.400 loài Các loài đa dạng tập trung nhiều trong các phân họ Trinh nữ

(Mimosoideae) và phân họ Đậu (Faboideae) và chúng chiếm khoảng 9,4%

trong tổng số loài thực vât hai lá mầm thực sự Ước tính các loài trong họ này chiếm 16% các loài cây trong vùng rừng mưa nhiệt đới Nam Mỹ Ngoài ra, họ này cũng có mặt nhiều ở các rừng mưa và rừng khô nhiệt đới ở châu

Mỹ và châu Phi Cho đến nay vẫn còn những tranh cãi về việc họ này bao gồm 3 phân họ hay tách các phân họ của nó thành các họ riêng biệt Có rất nhiều thông tin về dữ liệu phân tử và hình thái học chứng minh họ Đậu là một

họ đơn ngành Quan điểm này được xem xét không chỉ ở cấp độ tổng hợp khi

so sánh các nhóm khác nhau trong họ này và các quan hệ họ hàng của chúng

mà còn dựa trên các kết quả phân tích về phát sinh loài gần đây dựa trên ADN Các nghiên cứu này xác nhận rằng họ Đậu là một nhóm đơn ngành

và có quan hệ gần gũi với các họ trong bộ Đậu là họ Viễn chí (Polygalaceae),

họ Suyên biển (Surianaceae) và họ Quillajaceae [6]

Sinh trưởng: các loài trong họ Đậu có các kiểu phát triển đa dạng

từ cây thẳng, cây bụi, thân thảo, dây leo, dây leo thân thảo Các loài cây thân

thảo có thời gian sinh trưởng 1 năm, 2 năm hoặc nhiều năm…Lá: các lá

thường mọc xen kẽ và khép kín khi nhìn từ trên xuống Chúng thường có dạng kết hợp chẵn hoặc lẻ, thường có 3 lá chét và hiếm khi có dạng hình

chân vịt Trong các phân họ Mimosoideae và Caesalpinioideae thường là

cặp lá kép

1.2.1.2 Thành phần hóa học flavonoid trong cây họ đậu

Flavonoid chiếm hàm lượng cao trong cây họ Đậu, đặc biệt là nhóm isoflavonoid [1],[4]

Hình 1.1:Cấu trúc hóa học của một số isoflavone

Isoflavones thường được tìm thấy dưới dạng liên kết glucosid (glucones) như Puerarin (Daidzein 8-C-glucoside, công thức C21H20O9 và trọng lượng phân tử là 416.37) trong thực vật và thực phẩm Cấu trúc hoá học của chúng được thể hiện ở hình sau:

Puerarin

Hình 1.2: Cấu trúc hóa học của từng chất thuộc nhóm isoflavone

Biochanin A và Formononetin là tiền chất của Genistein và Daidzein, chúng có thêm một nhóm (-CH3)

Bảng 1 1: Danh pháp của một số hợp chất thuộc nhóm Isoflavones

Aglucones (unconjugated to glucose)

Daidzein Genistein Glycitein Formononetin BiochaninA Daidzin Genistin

Glucosides (or glucones, conjugated to glucose) Glycitin

Ononin Sissotrin

Acetylglucosides (acetylglucones)

Acetyldaidzin Acetylgenistin Acetylglycitin

Malonyglucosides (malonylglucones)

Malonyldaidzin Malonylgenistin Malonylglycitin

1.2.1.3 Lợi ích của flavonoids đối với sức khỏe

• Bảo vệ cấu trúc tế bào

Hầu hết flavonoid trong cơ thể con người hoạt động như một chất chống oxy hóa Với khả năng này, chúng giúp trung hòa các phân tử có chứa oxy phản ứng quá mức và ngăn ngừa các phân tử đó gây hại cho tế bào Đặc biệt trong y học phương Đông, những loại thực vật có chứa flavonoid được sử dụng nhiều để chống oxy hóa như cam thảo hay trà xanh [11]

• Hỗ trợ công dụng của Vitamin C

Tiến sĩ Albert Szent-Gyorgi, người đã giành giải Nobel, phát hiện ra mối liên hệ giữa flavonoid và vitamin C khi ông điều trị cho 1 bệnh nhân có vấn

đề sức khỏe về mạch máu Khi ông sử dụng thành phần điều trị chỉ bằng vitamin C tinh khiết (100% vitamin C, không có hợp chất khác) ông thấy gần như không có tác dụng đối với bệnh nhân Nhưng khi ông sử dụng kết hợp vitamin C và flavonoid thì kết quả thu được thật đáng ngạc nhiên Từ đó, qua thêm nhiều nghiên cứu khác, tiến sĩ Albert khẳng định sự cần thiết của flavonoid đối với vitamin C: chất này hỗ trợ tích cực đối với hoạt động của

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 17

chất kia trong việc chống oxy hóa Và các nghiên cứu về sau còn cho thấy sự

cần thiết của flavonoid trong các hoạt động của các vitamin khác nữa [11]

• Kiểm soát hội chứng viêm

Viêm - là sự phản ứng tự nhiên của cơ thể - cần được theo dõi cẩn thận để phòng ngừa sự phản ứng thái quá của hệ thống miễn dịch và các tác động không mong muốn khác Nhiều loại tế bào liên quan đến hệ thống miễn dịch như tế bào T, tế bào B, tế bào NK hay bạch cầu trung tính đã có sự thay đổi tích cực khi có sự hiện diện của flavonoid Các hợp chất hóa học có flavonoid được xem như là một trong các chìa khóa quan trọng trong việc ngăn ngừa, kiểm soát sự viêm nhiễm phát triển quá mức Bảo vệ hệ thống miễn dịch tức

là bảo vệ sức khỏe của chúng ta [11]

• Đặc tính kháng sinh

Trong nhiều trường hợp, flavonoid có thể hoạt động trực tiếp như thuốc kháng sinh bằng cách phá vỡ cấu trúc chức năng của vi sinh vật như vi rút, vi khuẩn,… Chức năng chống virut của flavonoid đã được chứng minh đối với virut HIV hay HSV-1, một loại virut gây mụn giộp lở loét [11]

• Flavonoid đóng một vai trò trong việc ngăn chặn hoặc điều trị các dấu hiệu sau đây:

Dị ứng, hen suyễn, viêm da dị ứng, nhiễm candida, đục thủy tinh thể, tác dụng trong điều trị bệnh tiểu đường, bệnh gút, bệnh trĩ, thoái hóa điểm vàng, chứng đau nửa đầu, loét dạ dày hay trong việc điều trị giản tĩnh mạch

Triệu chứng khi cơ thể thiếu hụt flavonoid:

Làm da thâm, chảy máu mũi, bị sưng nhiều khi chấn thương và bệnh trĩ là các biểu hiện thường gặp của cơ thể bị thiếu flavonoid Khi chế độ ăn uống không tốt cho sức khỏe, không đầy đủ các chất flavonoid thì cơ thể dễ bị cảm lạnh hơn và dễ bị nhiễm trùng (do chức năng hệ thống miễn dịch bị suy yếu vì thiếu chất) Vì vậy việc bổ sung hàm lượng flavonoid đầy đủ cho cơ thể là cần thiết

Theo các nghiên cứu, với cơ thể bình thường và cả với phụ nữ mang thai thì liều lượng flavonoid bổ sung cho cơ thể nhiều cũng không gây độc hại cho

cơ thể

Ngày nay, người tiêu dùng và các nhà sản xuất thực phẩm đã và đang quan tâm tới đặc tính y học của flavonoid, đặc biệt là tác dụng phòng chống bệnh ung thư và bệnh tim mạch

• Ứng dụng

- Chất flavonoid từ lá cây chay giúp bảo quản mô thận, ức chế phản ứng thải ghép thận; yếu tố bảo vệ thận ghép, hạn chế tổn thương tế bào thận do thiếu máu

- Flavonoid được chiết từ lá cây bạch quả (Ginkgo biloba - thuộc họ Ginkgoaceae) chứa các chất dẫn chất của Kaempferol, quercetin, có tác dụng cải thiện tuần hoàn, đặc biệt là tuần hoàn não, làm tăng trí nhớ, có tác dụng tích cực trong chữa bệnh Alzheimer, cải thiện chứng liệt dương

- Thí nghiệm flavonoid chiết xuất từ hoa kim ngân cũng có tác dụng làm giảm các chỉ số cholesterol toàn phần, triglyceride và LDLC (có hại cho tim) đồng thời làm tăng HDLC (có lợi cho tim mạch) trong huyết tương chuột cống trắng uống cholesterol thực nghiệm [7]

- Các flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan như cynarin, acid cafeic, chlorogenic…có trong cây actiso

(cynara scolymus L)

- Báo The Times of India dẫn lời các nhà khoa học cho biết, chính hợp chất flavonoid có trong củ hành với đặc tính chống oxy hóa đã giúp tiêu diệt các phân tử gốc tự do Củ hành có tác dụng ngừa ung thư (đặc biệt là ung thư dạ dày), huyết áp cao và bệnh tim, giúp giảm cholesterol, ngăn ngừa chứng xơ vữa động mạch, qua đó giúp ngừa bệnh tim

- Trong nụ hoa hòe có chứa flavonoid: rutin (rutosid) cao nhất Tác dụng của rutin (một loại vitamin P) làm giảm tính thấm của mao mạch, củng cố sức bền thành mạch, hạn chế hiện tượng suy giảm tĩnh mạch ở người cao tuổi [7]

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 19

- Cây thanh hao hoa vàng chứa các hợp chất flavonoid gồm quercetagetin, methylether, tetramethylether, và các coumarin, các dẫn chất polyacetylen

- Nghiên cứu cho thấy các chất có trong chocolate được gọi là flavonoid giúp mạch máu hoạt động trôi chảy hơn và có thể giảm nguy cơ bệnh tim

- Hesperidin và naringin là hai chất flavonoid có trong bưởi giúp bảo vệ tính đàn hồi của mạch máu, ngừa xơ cứng động mạch, gián tiếp chống cao huyết

áp và tai biến mạch máu não [7]

- Một nghiên cứu mới của Mỹ được đăng trên tạp chí Journal of Agricultural and Food Chemistry khẳng định rằng các chất flavonoid trong chanh có tính năng ngăn ngừa các bệnh thoái hóa của não

- Ngoài ra, flavoloid còn có trong một số loại như: cam quýt, vỏ và hạt nho, đậu nành …

1.2.1.4 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Về giá trị kinh tế của cây họ Đậu: nguồn cây làm rau quan trọng, cây làm thuốc, cây làm thức ăn gia súc, cây làm cảnh và cây cải tạo đất Chính vì những lý do đó loài cây họ Đậu đang là đối tượng được quan tâm nghiên cứu

nhiều trên thế giới

1.2.1.5 Tình hình nghiên cứu trong nước

Cây họ Đậu có nhiều tác dụng trong thực phẩm và dược liệu, đặc biệt là lĩnh vực chiết tách flavonoid từ cây họ đậu đang được đầu tư nghiên cứu Tác giả Trần Quốc Toản với Nghiên cứu thành phần hóa học và một số tác dụng

dược lý của cây Mạ mân (Aganope balansae (Gagnep) Phan Ke Loc,

chống viêm mạn; lợi mật Võ Thị Mai Hương, trường Đại học Khoa học, Đại học Huế với nghiên cứu thành phần hóa sinh và khả năng kháng khuẩn của

dịch chiết lá Muồng trâu (Cassia alata L.) thuộc họ đậu; đăng trên tạp chí

khoa học đại học Huế, số 52, năm 2009 Tống Xuân Quang với đề tài nghiên

cứu sự thay đổi hàm lượng rutin trong phát triển của hoa hòe và nụ hoa hòe chế biến theo y học cổ truyền bằng phương pháp HPLC;…

1.2.2 Giới thiệu về cây sắn dây, đậu tương, đậu xanh, đậu đen

Sắn dây (danh pháp khoa học: Pueraria thomsoni Benth.; đồng nghĩa

Siebold & Zucc., Pueraria triloba Mak., và Dolichos spicatus Grah.) là một

loài dây leo nhiệt đới mọc nhiều nơi trên trái đất, thuộc họ đậu Nó còn gọi

là cát căn, cam cát căn, phấn cát căn, củ sắn dây, bạch cát, bẳn mắm kéo (cách gọi của người Thái), và khau cát (cách gọi của người Tày)[6]

• Lịch sử phát triển:

Cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi vào thế kỷ

16 Tài liệu nói tới sắn ở vùng này là của Barre và Thevet viết năm 1558 Ở châu Á, sắn du nhập vào Ấn Độ khoảng thế kỷ 17 (P.G Rajendran et al,

1995) và SriLanka đầu thế kỷ 18 (W.M.S.M Bandara và M Sikurajapathy, 1992) Sau đó, sắn được trồng ở Trung Quốc, Myamar và các nước châu Á khác ở cuối thế kỷ 18, đầu thế kỷ 19 (Fang Baiping 1992 U Thun Than 1992) Cây sắn đựơc du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ 18, (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1991) Hiện chưa có tài liệu chắc chắn về nơi trồng và năm trồng đầu tiên Sắn được canh tác phổ biến tại hầu hết các tỉnh của Việt Nam từ Bắc đến Nam Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở vùng Đông Nam Bộ, vùng Tây Nguyên, vùng núi và trung du phía bắc, vùng ven biển nam Trung

Bộ và vùng ven biển bắc Trung Bộ[8]

Hình 1.3:Cây sắn dây

b Đậu nành (đậu tương)

• Nguồn gốc: Cây đậu nành có nguồn gốc từ miền Đông Bắc Trung Quốc vào thời điểm thế kỷ 11 trước công nguyên, tiếp theo đó là khu vực Mãn châu

• Lịch sử phát triển:

- Ở Châu Âu: nước đưa cây đậu nành vào đầu tiên là nước Pháp, nơi trồng đầu tiên là vườn thực vật Hoàng Gia, Paris vào năm 1739 Sau đậu nành được đưa sang các nước khác như: Anh (1790), Hoa Kỳ (1804); Úc, Đức, Poland, Holland (1875); Hulgari (1876), Nga (1901)

- Ở Việt Nam: cây đậu nành được biết đến từ lâu đời (thời Hai Bà Trưng) Tài liệu trong quyển sách “ Vân Đài Loạn Ngữ ” (Lê Quí Đôn) năm 1773, đã

có đề cập tới cây đậu nành Năm 1793, Louris đã có đề cập đến việc canh tác cây đậu nành ở Việt Nam và Malaysia Năm 1877, Harmand đã sưu tập được

một dạng đậu nành hoang dại (Glycine lastica) ở Huế

Hình 1.4: Cây đậu nành

c Đậu xanh

• Nguồn gốc và lịch sử phát triển:

Loài đậu xanh (Vigna radiata) có nguồn gốc ở Ấn Độ và Trung Á, từ đó

lan sang nhiều khu vực khác của châu Á

Bằng chứng khảo cổ theo phương pháp carbon phóng xạ đã phát hiện vết tích cây đậu xanh được trồng ở nhiều vùng của Ấn Độ gồm phía đông của khu vực nền văn minh cổ Harappan ở Punjab và Haryana có niên đại khoảng 4500 năm và ở bang Karnataka phía Nam Ấn Độ có niên đại hơn 4000 năm Các bằng chứng khảo cổ cũng đã kết luận cây đậu xanh được trồng rộng rãi ở Ấn

Độ cách nay khoảng 3.500 - 3.000 năm [8]

Hiện nay các nhà khoa học đã tìm thấy tổ tiên của cây đậu xanh là Phân

loài Vigna radiata var Sublobata còn mọc hoang dại ở Mông Cổ Điều đó

cho biết Mông Cổ cũng là nơi đã thuần hóa loài cây đậu xanh từ lâu đời Ở Thái Lan, vết tích cây đậu xanh trồng đã được xác định cách nay khoảng 2200

năm tại khu vực Khao Sam Kaeo ở miền nam Thái Lan Ở Châu Phi, trên đảo Pemba trong thời đại của thương mại Swahili, thế kỷ thứ 9 hoặc thứ 10, vết tích cây đậu xanh trồng cũng đã được phát hiện

Cây đậu xanh có khả năng thích ứng rộng, chịu hạn khá và có thể thích nghi với các vùng có điều kiện khắc nghiệt Ở châu Á cây đậu xanh được trồng nhiều ở các quốc gia như: Ấn Độ, Pakistan, Bangladesh, Sri Lanka, Nepal, Trung Quốc, Mianma, Thái Lan, Việt Nam, Campuchia, Lào, Philippines, Malaysia và Indonesia Sau này cây đậu xanh còn được trồng ở Trung Phi, các vùng khô và nóng ở Nam Âu, phía Đông Bắc châu Úc, Nam

Mỹ và miền Nam Hoa Kỳ Nó được sử dụng như một thành phần trong các món ăn mặn và ngọt [9]

Ở Việt Nam đậu xanh được trồng trong khắp cả nước từ Bắc vào Nam Đây là loài cây rau và thực phẩm quan trọng và là một loại đậu có giá trị đặc biệt trong văn hóa ẩm thực Việt Nam

Hình 1.5: Cây đậu xanh

d Đậu đen

• Nguồn gốc và lịch sử phát triển:

Loài đậu đen (Vigna cylindrica) có nguồn gốc ở Châu Phi, từ đó lan sang

Trung Á, Ấn Độ và nhiều khu vực khác của châu Á Hiện nay cây đậu đen cũng được trồng ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Châu Á, Châu

Phi, Nam Mỹ và kể cả Hoa Kỳ (ở Hoa kỳ cây đậu đen được trồng làm nguồn thức ăn gia súc)

Tên tiếng Anh của đậu đen là Catjang cowpeas hay Catjang bắt nguồn từ tiếng Indonesia và Malaysia từ “kacang”

Hình 1.6: Cây đậu đen

1.2.2.2 Đặc điểm và hiện trạng sản xuất

a Sắn dây

Sắn dây có tên khoa học là Pueraria lobata tên dược liệu theo y học là Cát

căn Sắn dây là loài dây leo, sống lâu năm, có thể dài tới 10m Rễ phát triển thành củ dài, to Lá kép, cụm hoa hình chùm mọc so le gồm 3 lá chét nguyên hoặc xẻ thùy Cụm hoa hình chùm mọc ở kẽ lá gồm nhiều loại hoa màu xanh tím Quả giáp dẹt màu vàng nhạt, có lông mềm, thắt lại giữa các hạt Rễ củ của sắn dây thường được dùng làm thuốc Thông thường rễ được thu hoạch vào mùa đông, xuân Rễ đào rửa sạch đất cát, bỏ lớp vỏ ngoài, cắt khúc hoặc thái lát sau đó phơi hoặc sấy khô Củ sắn dây cũng thường được mài lấy bột

để sử dụng, gọi là bột sắn dây Củ được sơ chế sạch, xay nhuyễn cùng với nước, lọc để tinh bột sắn dây lắng xuống sau đó đem phần bột này phơi khô,

bẻ miếng nhỏ

Sắn dây (Pueraria lobata) trồng ở Việt Nam là cây nhiệt đới, thân leo, có thể phát triển được ở nhiều vùng khác nhau trong cả nước Sắn dây (Pueraria

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP 25

phaseoloides and P thomsoni.) cùng chi Puerarea có ở Việt nam Các loài

trong cùng một chi có khác nhau về hình thái, về thành phần hóa học,…

Hiện tại, sắn được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới và

là nguồn thực phẩm của hơn 500 triệu người Năm 2006 và 2007, sản lượng sắn trên thế giới đạt 226,34 triệu tấn củ tươi so với năm 2005 và 2006 là 211,26 triệu tấn và 1961 là 71,26 triệu tấn Nước có sản lượng sắn nhiều nhất

là Nigeria(45,72 triệu tấn), kế đến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn) Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn Độ (31,43 tấn/ha), kế đến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,16 tấn/ha (FAO, 2008) Việt Nam đứng thứ mười về sản lượng sắn (7,71 triệu tấn) trên thế giới Tại Việt Nam, sắn được canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh của tám vùng sinh thái Diện tích sắn trồng nhiều nhất ở Đông Nam

Bộ và Tây Nguyên Sắn là cây lương thực, thức ăn gia súc quan trọng sau lúa

và ngô Năm 2005, cây sắn có diện tích thu hoạch 432 nghìn ha, năng suất 15,35 tấn/ha, sản lượng 6,6 triệu tấn, so với cây lúa có diện tích 7.326 ha, năng suất 4,88 tấn/ha, sản lượng 35,8 triệu tấn, cây ngô có diện tích 995 ha, năng suất 3,51 tấn/ha, sản lượng gần một triệu tấn (FAO, 2007) Sắn chủ yếu dùng để bán (48,6%) kế đến dùng làm thức ăn gia súc (22,4%), chế biến thủ công (16,8%), chỉ có 12,2% dùng tiêu thụ tươi [8]

b Đậu nành

• Đặc điểm [9]: Đậu nành là cây thân thảo đứng, sống hằng niên

- Thân: thân cao 0,5 - 1,5m, phân cành mạnh, trên thân, cành, lá và quả có lông cứng màu vàng

- Rễ: rễ cái thô, từ gốc tương đối ngắn với nhiều rễ phụ bên lan rộng và sâu khoảng 2m

- Lá: lá mọc cách, gân lá hình lông chim, 2 lá đầu tiên mọc đối, lá kép gồm 3

lá phụ hình trái xoan không đều nhau, hoặc hình bầu dục dạng hình thoi hay hình xoan gần như tròn, thon dài 3 - 12cm, lá bẹ 3 đến 7mm