Số lượng lá, chiều dài, chiều rộng, độ dày, lông tơ, màu lá, góc lá và gân lá thay đổi tùy theo từng giống khác nhau. Số lá là đặc điểm khá ổn định ở ngô, có quan hệ chặt chẽ với số đốt và thời gian sinh trưởng. Những giống ngô ngắn ngày thường có 15 - 16 lá, giống ngô trung bình: 18 - 20 lá, giống ngô dài ngày thường có trên 20 lá [9].
Do cây ngô là cây cần ánh sáng cường độ rất cao, nên chúng thường có màu xanh của chất Diệp lục (Chlorophyll). Chlorophyll tập trung chủ yếu ở lá, chiếm phần lớn trong thành phần các chất màu của lá ngô. Màu xanh của lá bi và nhiều lá không còn xanh khi hạt ngô ở thời điểm chín sinh lý và kết thúc sự phát triển [12].
Ngô có rất nhiều công dụng. Tất cả các bộ phận của cây ngô từ hạt, đến thân, lá đều có thể sử dụng được để làm lương thực, thực phẩm cho người, thức ăn cho gia súc, làm nguyên liệu cho công nghiệp (rượu ngô), sản xuất ethanol để chế biến xăng sinh học, thậm chí còn còn chế biến tạo ra một số vật dụng đồ dùng như điện thoại, đồ trang sức của phụ nữ…, một số bộ phận sinh học của ngô có chứa một số chất có vai trò như một loại thuốc chữa bệnh, làm chất đốt, v.v… [13].
1.1.3. Sản lượng ngô trong nước và trên thế giới
Theo báo cáo của Tổ chức nông lương thực thế giới [14], cây ngô là một trong những cây trồng lâu đời nhất, năng suất cao nhất với sản lượng toàn cầu trung bình hơn 4 tấn/ha, chiếm sản lượng đứng hàng thứ III sau lúa mì và đậu nành, nhưng diện tích canh tác đứng hàng thứ II. Theo báo cáo của Hội đồng ngũ cốc quốc tế (IGC) thì sản lượng ngô trong niên vụ 2012-2013 toàn cầu đạt
859 triệu tấn [15].
Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực đứng hàng thứ 2 sau lúa gạo. Diện tích gieo trồng và năng suất, sản lượng cũng tăng mạnh, từ hơn 200 ngàn ha với năng suất 1 tấn/ha (năm 1960), đến năm 2009 đã vượt ngưỡng 1 triệu ha với năng suất 4,3 tấn/ha. So với các nước, năng suất ngô ở nước ta vẫn thuộc loại khá thấp. Đặc biệt tại một số địa phương miền núi vùng sâu, vùng xa của các tỉnh Lai Châu, Sơn La, Thanh Hóa, Quảng Nam, Lâm Đồng,… một số đồng bào dân tộc ít người sử dụng ngô là nguồn lương thực, thực phẩm chính, sử dụng các giống ngô địa phương và tập quán canh tác lạc hậu, nên năng suất ngô
ở đây chỉ đạt trên dưới 1 tấn/ha. Sản lượng ngô trong nước vẫn chưa đáp ứng đủ nhu cầu, vì vậy hàng năm chúng ta vẫn phải nhập khẩu khá nhiều ngô hạt (trị giá trên 500 triệu USD) để sản xuất thức ăn gia súc. Hiện nay và trong những năm tới, ngô vẫn là cây ngũ cốc có vai trò quan trọng ở nước ta [13].
Theo số liệu thống kê của Trung tâm Tin học – Thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, tính đến thời điểm cuối tháng 6/2013 thì tổng sản lượng ngô cả nước đạt 2.513,4 nghìn tấn (tăng 9,5 %), diện tích gieo ngô đến 15/07/2013 đạt 869,5 ngàn ha (tăng 9,6 %) so với cùng kỳ năm 2012 [16]. Năm 2014 diện tích trồng ngô đạt 1.179 nghìn ha và đến năm 2020 chỉ còn 943 nghìn ha. Năm 2020, sản lượng ngô thu hoạch trong nước đạt 4,76 triệu tấn.
Với lượng sản xuất lớn như vậy, đồng nghĩa với việc lượng phế phụ phẩm bỏ ra từ cây ngô sau khi thu hoạch là rất lớn (thân, lá, rễ,..). Chính vì vậy, cây ngô là nguồn nguyên liệu dồi dào để tận thu, sản xuất các sản phẩm giá trị gia tăng khác từ cây ngô là điều vô cùng cần thiết.
1.2. POLYPHENOL
1.2.1. Khái niệm và phân loại polyphenol
* Khái niệm
Polyphenols là nhóm chất thơm có nhiều gốc hydroxyl đính trực tiếp với nhân benzen (vòng thơm) bao gồm các đơn vị cơ bản (polyhydroxylphenol (monomer)) được liên kết với nhau thông qua các kiểu liên kết khác nhau [17].
* Phân loại
Các hợp chất phenol rất đa dạng về cấu trúc, tùy theo cấu tạo mạch cacbon mà các hợp chất phenol được chia thành các nhóm sau: phenol đơn giản (C6), acid phenol, flavonoid (C6-C3-C6), stilbenes (C6-C2-C6) và lignins (C6-C3)n [5] hoặc tannins (C6-C3-C6)n [18].
1.2.2. Vai trò của polyphenol với sức khỏe con người
Trong khoảng hai thập niên gần đây, thế giới quan tâm đến gốc tự do, stress oxy hóa và các chất chống oxy hóa. Nhiều nghiên cứu khuyến khích việc sử dụng nhiều loại rau quả tươi hàng ngày, sử dụng các chất chống oxy hóa tự nhiên theo cách đơn giản và hữu hiệu nhất để tăng cường sức khỏe, ngăn ngừa các bệnh do stress oxy hóa gây ra.
- Các hợp chất phenol có khả năng chống oxy hóa mạnh. Do đó giúp cơ thể ngăn ngừa stress oxy hóa, ngăn ngừa các bệnh ung thư, tim mạch, các bệnh
về mắt, bệnh lão hóa sớm. Tannins có khả năng bình thường hóa hoạt động của hệ vi khuẩn có ích trong ruột, ngăn ngừa quá trình thối rữa, sinh hơi và các rối loạn khác làm cản trở hoạt động của ruột [17].
- Stress oxy hóa là hiện tượng xuất hiện trong cơ thể sinh vật khi có sự mất cân bằng giữa việc sản xuất các gốc tự do và hoạt động của các chất chống oxy hóa. Stress oxy hóa là một trong những nguyên nhân cơ bản phát triển các bệnh thoái hóa mãn tính bao gồm tim mạch, ung thư và lão hóa [19]. Các gốc tự do bao gồm các chất hoạt động chứa oxy và nitơ (Reactive Oxygen Species – ROS và Reactive Nitrogen Species – RNS) được tạo ra trong quá trình trao đổi chất, tùy thuộc vào nồng độ mà mức độ tác động lên cơ thể khác nhau [19,20].
+ Ở nồng độ thấp, ROS và RNS đóng vai trò như nhân tố tín hiệu làm nhiệm vụ điều hòa phân ly tế bào, kích hoạt các yếu tố phiên mã cho các gen tham gia quá trình miễn dịch kháng viêm, điều hòa biểu hiện các gen mã hóa cho các enzyme chống oxy hóa [19].
+ Ở nồng độ cao, ROS và RNS oxy hóa các đại phân tử sinh học, gây nên đột biến DNA, biến tính protein, oxy hóa lipid [19]. Các nhà khoa học đã sử dụng “chất chống oxy hóa ngoại sinh” hỗ trợ hệ thống “chất chống oxy hóa nội sinh” để ngăn ngừa và giảm thiểu gốc tự do sinh ra quá nhiều trong cơ thể, để phòng ngừa nâng cao sức khỏe, chống lão hóa. Các chất chống oxy hóa ngoại sinh phổ biến được biết đến như, vitamin A, viatmin C, các carotenoid, chlorophyll và polyphenols. Trong trà xanh, những chất polyphenol có vai trò quan trọng trong việc phòng chống bệnh ung thư. Chất chống oxy hóa EGCG (epigallotechin gallate) có công dụng ngăn ngừa các enzyme kích hoạt sự sao chép nhân bản ở tế bào. Hợp chất flavonoid trong trà xanh, trà đen và một số loại rau, táo, hành, nho có khả năng ngăn ngừa cholesterol xấu, chống tụ máu, chống xơ cứng động mạch. Catechin hợp chất tạo ra vị đắng của trà xanh có công dụng hữu hiệu trong việc tiêu diệt hầu hết những loại vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm và giải trừ luôn những độc tố do vi khuẩn tiết ra cụ thể là độc tố veratoxin của Ecoli.157 đã được giáo sư Shimamura - đại học Y khoa Showa (Nhật Bản) diễn thuyết về “tác động diệt khuẩn Ecoli. 157” tại hội thảo chuyên đề diệt khuẩn của trà xanh (8/1996).
Polyphenol có tác dụng chống ung thư thông qua một loạt các cơ chế, bao gồm loại bỏ các tác nhân gây ung thư [21], kìm hãm sự phát tín hiệu của tế bào ung thư [22,23] và chu trình phát triển tế bào [24,25], thúc đẩy quá trình apoptosis [18] và kìm hãm các hoạt động enzyme. Hơn nữa, chúng có thể điều khiển các hoạt động của con đường tín hiệu [27] (ví dụ, MAPK kinase và kinase PI3), tham gia vào sự phát triển tế bào ung thư [28]. Con đường tín hiệu MAPK từ lâu đã được xem như là một con đường hấp dẫn đối với các liệu pháp chống ung thư, dựa trên vai trò trung tâm trong việc điều chỉnh sự phát triển và tồn tại của các tế bào từ nhiều loại bệnh ung thư của con người [21,29], và vai trò của chúng trong các phiên mã và kích hoạt sau phiên mã của Cyclooxygenase-2 [21,30]. Polyphenol đã được chứng minh là gây một tác dụng ức chế mạnh sự tăng trưởng của tế bào ung thư tuyến ruột kết thông qua sự ức chế của tín hiệu p38/CREB, giảm biểu hiện COX-2 và kích thích sự phong bế chu kỳ tế bào giai đoạn G2/M [21]. Ngoài ra, polyphenol như hydroxytyrosol và trà chứa flavanol như EGCG đã được chứng minh là làm giảm biểu hiện quá mức của cyclooxygenase-2, có liên quan với khối u đại trực tràng trong ung thư đại trực tràng [21]. Theo nhiều nghiên cứu cho rằng polyphenol phát huy tác dụng có lợi cho hệ thống mạch máu thông qua một cảm ứng bảo vệ của chất chống oxy hóa [31], do hạ huyết áp [32], bằng cách cải thiện chức năng nội mô [33], bằng cách ức chế sự kết tụ tiểu cầu và giảm mật độ sự oxy hóa lipoprotein và giảm những phản ứng viêm [34].
Flavonoid có tác dụng bảo vệ não bằng một số cách khác nhau, bao gồm cả việc bảo vệ các tế bào thần kinh dễ bị tổn thương, tăng cường chức năng tế bào thần kinh hiện có hoặc bằng cách kích thích tái tạo tế bào thần kinh [35]. Hơn nữa, anthocyanins và isoflavone [36] có thể có khả năng làm giảm thoái hóa thần kinh liên quan đến tích lũy AGEs trong quá trình bình thường [37] và bất thường của lão hóa não [38]. Flavonoid có tác dụng tích cực đối với việc phòng chống và điều trị nhiều loại ung thư khác nhau, cụ thể là: buồng trứng, ruột kết, phổi, thanh quản, tuyến tiền liệt, tuyến tụy, thực quản, vú, bệnh bạch cầu, ung thư tế bào thận và ung thư biểu mô tế bào gan [27,39].
Một vài flavonoid có tác dụng ức chế trực tiếp virus HIV như Baicalin (5,6,7trihydroxy-flavon-7-glucuronid) tách ra từ cây Scutelleria baicalensis
[40]. Flavonoid có thể ức chế ngưng tập tiểu cầu, nguyên nhân gây xơ vữa động mạch. Luteolin, quercetin, kaempferol và dẫn xuất của chúng có hoạt tính ức chế ngưng tập tiểu cầu do nhiều nguyên nhân khác nhau ở thỏ thí nghiệm [1].
Polyphenols được chứng minh là chất chống oxy hóa mạnh hơn vitamin C, vitamin E và carotenoids [40], được tìm thấy trong trà xanh (EGCG, ECG), hạt nho (proanthocyanidins), tannin thủy phân, genistein, curcumin, resveratrol, và anthocyanins, đã được chứng minh trong việc ngăn chặn sự di chuyển của tế bào ung thư ác tính, xâm lấn và di căn trong in vitro và in vivo [39].
Tannin có khả năng bình thường hóa hoạt động của hệ vi khuẩn có ích trong ruột, ngăn ngừa quá trình thối rửa, sinh hơi và những rối loạn khác làm cản trở hoạt động của ruột [17].
Catechin có khả năng làm tăng độ đàn hồi và làm bền thành mạch máu. Catechin thường được dùng phối hợp với vitamin E trong dự phòng điều trị chảy máu cấp và còn có tác động đến các biểu hiện lâm sàng khác của bệnh nhân như giảm sốt, giảm nhiễm độc, giảm rối loạn hoạt động của hệ tim mạch, làm tăng cường hoạt động của lách và gan [17].
1.2.3. Tình hình nghiên cứu sản xuất chế phẩm polyphenol
* Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
Hợp chất polyphenol và tác dụng của polyphenol đã được nghiên cứu nhiều. Hung-Chi và cộng sự (2007) “Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa và hàm lượng polyphenol trong 6 loại cây dương xỉ” [41], Anca-Roxana và cộng sự (2011) “Chuyển đổi một số polyphenol từ sinh khối của một số loài nấm men” [42], Jin và cộng sự (2010) “Phenolics thực vật: tách chiết, phân tích hoạt tính chống oxy hóa và chống ung thư” [43], Aneta và cộng sự (2007) “Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa và các hợp chất phenolic trong 32 loại thảo mộc” [44], Fernando và cộng sự (2013) “Nghiên cứu Lợi ích của polyphenol trên hệ vi sinh vật đường ruột và ảnh hưởng sức khỏe con người” [28].
Polyphenol được chiết xuất thành các dạng khác nhau như: cao chiết, dung dịch… được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm đồ uống, làm chế phẩm bổ sung vào các loại thực phẩm chức năng. Polyphenol được sản xuất nhiều ở các nước Mỹ, Nhật và đặc biệt là ở Trung Quốc với quy cách và chỉ tiêu khác nhau tùy thuộc vào nhà sản xuất.
Trên thị trường thế giới có nhiều loại chế phẩm polyphenol chiết xuất từ trà xanh và một số loại nguyên liệu khác với độ tinh khiết 60 – 98 % tùy thuộc vào trình độ công nghệ và thiết bị áp dụng. Ở Mỹ các loại sản phẩm polyphenol phổ biến ở dạng con nhộng [45].