Khóa luận: Hoạt tính sinh học trong lá ổi theo giai đoạn thu hái - ĐH SPKT

Nghiên cứu ảnh hưởng của giai đoạn thu hái đến thành phần và hoạt tính sinh học trong lá ổi tại Việt Nam nhằm xác định thời điểm thu hoạch tối ưu.

• Tác giả: Lê Nguyễn Hữu Thiên
• Người hướng dẫn: GVC. Đặng Thị Ngọc Dung
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm
• Đề tài: Ảnh hưởng của giai đoạn thu hái đến thành phần và hoạt tính sinh học trong lá ổi của một số giống ổi tại Việt Nam
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về giai đoạn thu hái ảnh hưởng lá ổi Việt Nam

Giai đoạn thu hái đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và hoạt tính sinh học của lá ổi. Tại Việt Nam, giống ổi phổ biến như ổi Đài Loan, ổi bo, ổi xá lỵ được trồng rộng rãi với sản lượng lớn. Lá ổi chứa nhiều hợp chất sinh học quý như polyphenol, flavonoid, tanin và vitamin C, có khả năng chống oxy hóa, kháng viêm và chống tiểu đường. Thành phần hóa học này biến động tùy thuộc vào giai đoạn sinh trưởng của cây. Nghiên cứu cho thấy giai đoạn thu hái ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng hoạt chất, đặc biệt là polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa. Việc xác định giai đoạn thu hái tối ưu giúp tối đa hóa giá trị sử dụng của lá ổi trong y học và công nghiệp thực phẩm. Việt Nam có điều kiện khí hậu thuận lợi cho sự phát triển của cây ổi, tạo điều kiện nghiên cứu đa dạng về giống và giai đoạn thu hái.

1.1. Thành phần hóa học chính trong lá ổi

Lá ổi chứa hàm lượng đáng kể polyphenol (1717 mg GAE/g), flavonoid, tanin và vitamin C (103 mg). Các nghiên cứu chỉ ra rằng polyphenol chiếm ưu thế, chiếm tới 80% tổng hợp chất phenolic. Ngoài ra, lá ổi còn chứa protein (18,53%), carbohydrate (12,74%), kali (1,41%) và các khoáng chất vi lượng. Hàm lượng polyphenol cao nhất ghi nhận ở lá trưởng thành, trong khi lá non có hàm lượng vitamin C cao hơn. Sự biến động này phụ thuộc vào điều kiện sinh trưởng và giai đoạn thu hái. Polyphenol trong lá ổi chủ yếu thuộc nhóm flavonoid và axit phenolic, có tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ.

1.2. Vai trò hoạt tính sinh học của lá ổi

Hoạt tính sinh học của lá ổi được thể hiện qua khả năng chống oxy hóa, kháng viêm, kháng khuẩn và chống tiểu đường. Polyphenol trong lá ổi ức chế quá trình peroxy hóa lipid, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. Nghiên cứu in vitro cho thấy dịch chiết lá ổi có khả năng ức chế enzyme α-amylase, giúp kiểm soát đường huyết. Ngoài ra, lá ổi còn có tác dụng chống viêm thông qua ức chế sản xuất cytokine tiền viêm. Hoạt tính kháng khuẩn của lá ổi đã được chứng minh chống lại một số vi khuẩn gây bệnh như E. coli và Staphylococcus aureus.

II. Ảnh hưởng giai đoạn thu hái đến hoạt tính sinh học lá ổi

Giai đoạn thu hái ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng hoạt chất sinh học trong lá ổi. Ba giai đoạn chính được nghiên cứu gồm lá non, lá trưởng thành và lá già. Lá non chứa hàm lượng vitamin C cao nhưng hoạt tính chống oxy hóa thấp do hàm lượng polyphenol chưa đạt đỉnh. Lá trưởng thành có sự cân bằng tối ưu giữa polyphenol, flavonoid và vitamin C, mang lại hoạt tính sinh học mạnh nhất. Lá già thường có hàm lượng polyphenol giảm do quá trình thoái hóa tế bào. Thí nghiệm cho thấy giá trị IC50 (khả năng ức chế α-amylase) thấp nhất ở lá trưởng thành, chỉ 25 µg/mL, trong khi lá non có IC50 cao hơn 45 µg/mL. Sự biến động này phụ thuộc vào điều kiện môi trường và giống ổi.

2.1. Thay đổi hàm lượng polyphenol theo giai đoạn thu hái

Hàm lượng polyphenol trong lá ổi đạt đỉnh ở giai đoạn trưởng thành, sau đó giảm dần khi lá già đi. Nghiên cứu ghi nhận hàm lượng polyphenol ở lá trưởng thành là 12,5 mg/g, cao gấp 1,5 lần so với lá non. Sự gia tăng này do quá trình sinh tổng hợp polyphenol tăng cường trong giai đoạn phát triển mạnh của lá. Tuy nhiên, khi lá chuyển sang giai đoạn già, hoạt động enzyme phân giải polyphenol tăng lên, dẫn đến giảm hàm lượng. Giai đoạn thu hái lá trưởng thành (4-6 tuần sau khi lá mọc) được coi là tối ưu để thu hoạch polyphenol.

2.2. Biến động hoạt tính chống oxy hóa theo thời gian thu hái

Hoạt tính chống oxy hóa của lá ổi đo bằng phương pháp DPPH đạt giá trị cao nhất ở lá trưởng thành (IC50 = 3,2 µg/mL). Lá non có hoạt tính thấp hơn do hàm lượng polyphenol chưa đủ. Khi lá già đi, hoạt tính chống oxy hóa giảm xuống do sự thoái hóa của các hợp chất phenolic. Sự biến động này phụ thuộc vào giống ổi; giống ổi bo thường có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn giống ổi Đài Loan ở cùng giai đoạn thu hái. Điều kiện khí hậu như nhiệt độ và độ ẩm cũng ảnh hưởng đến sự tích lũy polyphenol trong lá ổi.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng giai đoạn thu hái

Nghiên cứu sử dụng phương pháp chiết xuất dung môi kết hợp với phân tích hóa học để đánh giá ảnh hưởng giai đoạn thu hái. Ba giống ổi phổ biến tại Việt Nam gồm ổi Đài Loan, ổi bo và ổi xá lỵ được thu hái ở ba giai đoạn: lá non, lá trưởng thành và lá già. Dịch chiết lá ổi được chuẩn bị bằng ethanol 70%, sau đó phân tích hàm lượng polyphenol, flavonoid và hoạt tính chống oxy hóa. Phương pháp đo IC50 được sử dụng để đánh giá khả năng ức chế enzyme α-amylase. Kết quả được xử lý bằng phần mềm thống kê để xác định sự khác biệt giữa các giống và giai đoạn thu hái. Phương pháp này đảm bảo độ chính xác và tái lập trong nghiên cứu hoạt tính sinh học.

3.1. Quy trình chiết xuất hoạt chất từ lá ổi

Lá ổi sau thu hái được rửa sạch, sấy khô ở 40°C đến khối lượng không đổi, sau đó nghiền thành bột mịn. Bột lá ổi được chiết xuất bằng ethanol 70% trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng. Dung môi được loại bỏ bằng máy cô quay chân không ở 40°C. Dịch chiết thu được được bảo quản ở -20°C để phân tích tiếp. Hiệu suất chiết xuất phụ thuộc vào giai đoạn thu hái; lá trưởng thành cho hiệu suất cao nhất do hàm lượng hoạt chất cao. Quá trình chiết xuất được tối ưu hóa để đảm bảo thu hồi tối đa polyphenol và flavonoid.

3.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học

Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá bằng phương pháp DPPH, trong đó giá trị IC50 càng thấp càng cho thấy hoạt tính mạnh. Khả năng ức chế enzyme α-amylase được đo bằng phương pháp DNS, xác định nồng độ dịch chiết cần thiết để ức chế 50% hoạt động enzyme. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được sử dụng để định lượng polyphenol và flavonoid. Kết quả được so sánh giữa các giống ổi và giai đoạn thu hái để xác định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê. Phương pháp này đảm bảo độ chính xác và tin cậy trong đánh giá hoạt tính sinh học.

IV. Kết luận và ứng dụng giai đoạn thu hái tối ưu

Kết quả nghiên cứu chỉ ra giai đoạn thu hái lá trưởng thành (4-6 tuần sau khi lá mọc) mang lại hàm lượng polyphenol và hoạt tính sinh học cao nhất. Giống ổi bo thể hiện hoạt tính chống oxy hóa và ức chế α-amylase vượt trội so với giống ổi Đài Loan và ổi xá lỵ. Việc thu hái lá ổi vào giai đoạn trưởng thành không chỉ tối đa hóa giá trị dinh dưỡng mà còn đảm bảo hiệu quả kinh tế cho người trồng. Kết quả này cung cấp cơ sở khoa học cho ngành sản xuất thực phẩm và dược phẩm tại Việt Nam. Ứng dụng giai đoạn thu hái tối ưu có thể nâng cao chất lượng sản phẩm từ lá ổi, đáp ứng nhu cầu thị trường về nguyên liệu tự nhiên có hoạt tính sinh học cao.

4.1. Khuyến nghị giai đoạn thu hái tối ưu

Giai đoạn thu hái lá trưởng thành (4-6 tuần sau khi lá mọc) được khuyến nghị để thu hoạch polyphenol và flavonoid tối đa. Lá non không phù hợp do hàm lượng polyphenol thấp, trong khi lá già có hoạt tính sinh học giảm do thoái hóa. Tại Việt Nam, mùa thu hái lá ổi trưởng thành thường vào tháng 5-7, tùy theo điều kiện khí hậu địa phương. Người trồng nên thu hái vào buổi sáng sớm để tránh mất mát hoạt chất do nhiệt độ cao. Giống ổi bo nên được ưu tiên do hoạt tính sinh học vượt trội.

4.2. Hướng ứng dụng trong công nghiệp

Lá ổi thu hoạch giai đoạn trưởng thành có thể được ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng, trà dược liệu và chiết xuất polyphenol. Hoạt tính chống oxy hóa và kháng tiểu đường của lá ổi có thể phát triển thành sản phẩm hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường type 2. Ngoài ra, lá ổi có thể được sử dụng trong ngành mỹ phẩm do khả năng chống lão hóa da. Việc ứng dụng kết quả nghiên cứu vào sản xuất đòi hỏi sự hợp tác giữa nhà khoa học, doanh nghiệp và người trồng. Điều này góp phần nâng cao giá trị kinh tế của cây ổi tại Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Mở đầu Chương 2: Tổng quan 2 Chương 3: Vật liệu và phương pháp Chương 4: Kết quả và bàn luận Chương 5: Kết luận - Kiến nghị 3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2. Tổng quan về cây ổi 2. Nguồn gốc Chi ổi (Chi Psidium) là tên gọi một chi thực vật gồm khoảng 90-100 loài cây bụi và cây nhỡ nhiệt đới, họ Đào kim nương (họ Myrtaceae). Đây là loài cây bản địa ở Mexico, về sau được phân bố và trồng phổ biến ở khắp Nam Mỹ, châu Âu, châu Phi, châu Á (R.

Perez Gutierrez và cộng sự, 2008). Ổi đã được con người, chim chóc và các loài động vật khác trồng và phân bố từ lâu nên nguồn gốc của nó không chắc chắn, nhưng người ta tin rằng nó là một khu vực kéo dài từ miền nam Mexico đến hoặc qua Trung Mỹ. Nó phổ biến ở tất cả các khu vực ấm áp của vùng nhiệt đới châu Mỹ và ở Tây Ấn (từ năm 1526), Bahamas, Bermuda và Nam Florida. Mặc dù, cây ổi được thuần hóa cách đây hơn 2.000 năm, mãi đến năm 1526, ổi mới được trồng thương mại đầu tiên ở các đảo Caribe.

Sau đó, nó được các nhà thám hiểm lan truyền vào Philippines và Ấn Độ (Yadav, 2006). Những người thực dân Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha ban đầu đã nhanh chóng mang nó từ Tân Thế giới đến Đông Ấn và Guam. Nó đã sớm được sử dụng như một loại cây trồng ở châu Á và các vùng ấm áp của châu Phi (Celso V. Pommer và cộng sự, 2009).

Người ta tin rằng người Tây Ban Nha đã vận chuyển cây ổi từ Thái Bình Dương đến Philippines và Ấn Độ, sau đó đi qua quần đảo Mã Lai, đến Hawaii và đến Nam Phi (Soubihe Sobrinho, 1951). Sau đó, cây ổi được trồng rổng rãi ở tất cả các xứ nóng. Nó phát triển ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới của thế giới, thích nghi với các điều kiện khí hậu khác nhau nhưng ưa khô. Tên gọi Cây ổi có tên khoa học là Psidium guajava, hay còn gọi là cây ổi thường (common guava) hay cây Ổi táo (apple guava).

Đây là loài cây có chất lượng quả ngon và nhiều giá trị dinh dưỡng nhất trong Chi Ổi (Nguyễn Tiến Huyền và cộng sự). Ngày nay, cây ổi phân bố khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới trên thế giới. guajava lần đầu tiên được Linnaeus đặt tên vào năm 1753 (Ellshoff và cộng sự, 1995). Các tài liệu tham khảo ban đầu về cây ổi là từ biên niên sử Tây Ban Nha Oviedo, từ khoảng thời gian giữa năm 1514 và 1557, khi ông ở Haiti.

Vào dịp đó, Oviedo gọi cây ổi là guayabo (Ruehle, 1964). Cũng có tài liệu nói thuật ngữ “guava” bắt nguồn từ Arawak là guayabo, qua Tây Ban Nha trở thành Guayaba. Nó đã được chuyển thể sang nhiều ngôn ngữ châu Âu và châu Á 4 với hình thức tương tự. Ở Ả Rập người ta gọi là guwafah, ở Bengali gọi là piara, ở Brazil gọi là araca, ở Cambuchia gọi là trapaeksruk, ở Trung Quốc gọi là fan shiliu, ở Anh gọi là apple guava, ở Pháp gọi là gouyave, ở Đức gọi là guavenbaum, ở Ấn Độ gọi là amarood hoặc jamba, ở Bồ Đào Nha gọi là goiaba, ở Tây Ban Nha gọi là guayaba, ở Thái Lan gọi là farang, ở Philippines gọi là bayabas (G.

Masud Parvez và cộng sự, 2018). Phân loại ổi Qua thời gian được trồng phổ biến ở khắp nơi, cây ổi đã được nghiên cứu và trồng với nhiều loại với các đặc tính khác nhau. Phân loại khoa học của cây ổi được thể hiện ở bảng 2. Phân loại khoa học Danh pháp khoa học Psidium guajava Giới (regnum) Platae Ngành (division) Magnoliophyta Lớp (class) Magnoliopsida Bộ (ordo) Myrtales Họ (familia) Myrtaceace Chi (genus) Psidium Loài (species) P.

guajava (Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn) ❖ Một số loài ổi (S. Yusof, 2003): ● Psidium australe ● Psidium cattleianum (đồng nghĩa: Psidium littorale) – ổi sẻ, ổi dâu, ổi Peru, ổi Cattley ● Psidium friedrichsthalium – ổi Costa Rica, ổi Cas ● Psidium galapageium – ổi Galápagos ● Psidium grandifolium ● Psidium guajava – ổi thông thường, ổi kiểng ● Psidium guineense – ổi Guinea ● Psidium montanum – ổi núi ❖ Một số giống ổi ở các quốc gia trên thế giới 5 Allahabad Safeda là giống ổi nổi tiếng với chất lượng hàng đầu ở Ấn Độ. Cây của giống này phát triển cao và có xu hướng phát triển thẳng đứng. Ngoài ra, cây giống này mang rất nhiều trái trong những chồi dài, được bao phủ trong những tán lá rậm rạp.

Trái của giống Allahabad Safeda có hình dạng tròn và không lớn lắm. Da của quả rất mỏng và thịt có màu trắng với nhiều hạt bên trong nó (Chintu Das, 2020). Ổi dâu (Strawberry Guava) còn được gọi là ổi Cattley. Ổi này có nguồn gốc từ đông nam Brazil và được giới thiệu ở Hawaii vào năm 1825 để lấy quả và làm cảnh.

Quả màu đỏ tươi hoặc vàng với thịt đỏ hoặc hồng. Không có hương của ổi thông thường, hương vị hơi giống dâu tây, cay, dịu. Giống ổi này có trong mùa hè nhưng có thể ra quả quanh năm ở một số nơi nhiệt đới (Morton, J. Ổi chanh (Lemon Guava): Nguồn gốc của nó là từ vùng ven biển phía Đông Brazil và nó phát triển tốt nhất ở vùng khí hậu cận nhiệt đới.

Hương vị trái ổi chanh rất cân bằng có cả ngọt ngào và thanh mát. Tại các nhà máy thương mại, loại quả này được sử dụng để sản xuất đồ uống và món tráng miệng; cũng được làm thành những sản phẩm như thạch, mứt, bơ,…(Thomas Osborne, 2014). Ổi dứa (Pineapple Guava) còn được gọi là Feijoa Sellowiana, là một loại cây có nguồn gốc từ Nam Brazil, Colombia, Uruguay và Đông Paraguay. Những giống ổi này được trồng rộng rãi để lấy quả, ngoài ra hoa của nó cũng có thể ăn được.

Thịt có màu trắng kem và rất ngon ngọt, hương thơm giống như chuối, dứa và cả bạc hà (Musica, 2020). ❖ Một số giống ổi phổ biến ở Việt Nam Ổi Xá Lị: ổi Xá lị nhập từ Trung Quốc và ổi không hạt được phổ biến gần đây nhờ công nghệ chọn giống hiện đại. Ngoài ra, ổi Xá Lị còn có 2 loại ruột đỏ và ruột trắng. Giống này được trồng khá phổ biến bởi đặc tính sinh trưởng mạnh, tỉ lệ đậu quả và năng suất cao (Bàng Nghiêm, 2021).

Ổi Xá lị Ổi Đài Loan: là giống ổi mới du nhập vào nước ta vài năm gần đây, giống ổi này mang nhiều ưu điểm nổi bật hơn so với những giống ổi nội địa như: Quả to, vỏ sáng bóng, vị giòn ngọt và rất ít hạt. Có thể trồng quanh năm, tuy nhiên thời vụ trồng ổi Đài Loan thích hợp nhất là vào cuối mùa xuân và đầu mùa hè, cây sẽ nhanh bén rễ và sinh trưởng tốt hơn (Quách Thị Phương, 2021) Hình 2. Ổi Đài Loan Ổi Sẻ: Quả ổi nhỏ có màu xanh đậm, lúc chín ngã màu vàng chanh. Lá xanh quanh năm, không chịu được rét.

Ngược lại, ổi chịu đựng dễ dàng những độ nhiệt cao ở các sa mạc nếu đủ nước. Ổi thích khí hậu ẩm, bộ rễ của ổi thích nghi tốt với sự thay đổi đột ngột độ ẩm trong đất. Ổi trồng được ở nhiều loại đất. Ổi Sẻ Ổi Lê: có nguồn gốc từ Đài Loan, được trồng ở Việt Nam trong vài năm gần đây.

Loại này rất dễ trồng, thích nghi với điều kiện khí hậu nhiệt đới. Cây chịu được hạn nhưng nó cũng có thể chịu được ngập úng nhất thời, có đặc điểm sinh trưởng và phát triển tốt, chất lượng trái có thể ngon nhất trong các loại ổi hiện có (Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Nông nghiệp bền vững, 2020). Đặc điểm thực vật và phân bố 2. Đặc điểm thực vật Psidium guajava là một loại cây bụi hoặc cây nhỏ.

Ở vùng khí hậu có mưa nắng rõ rệt thì chỉ có một mùa ổi chín nhưng ở vùng xích đạo mưa nắng quanh năm thì có đến hai mùa ổi chín (G. Masud Parvez và cộng sự, 2018). Các bộ phận của cây ổi (Bộ Nông nghiệp & phát triển nông thôn) Rễ cây ổi: Rễ ổi là rễ cọc, thích nghi tốt với sự thay đổi của độ ẩm. Đối với giống ổi trồng bằng hạt sẽ có bộ rễ chính ăn sâu xuống lòng đất.

Khi trời hạn, rễ chính có thể phát triển ăn sâu xuống 3 – 4m hoặc hơn. Khi mưa nhiều làm mực nước ngầm dâng cao thì bộ rễ lại phát triển ở gần mặt đất để không bị ngạt (Bộ Nông nghiệp & phát triển nông thôn (Bộ NN&PTNT)). Thân cây ổi: Thân phân nhiều cành, thường mọc cao từ 1-6 m, nhưng đôi khi cao tới 10 m, đường kính thân tối đa 30 cm. Những giống mới được phát triển còn nhỏ và lùn hơn.

Các thân già được bao phủ bởi một lớp vỏ nhẵn, màu nâu đỏ nhạt, bong tróc thành vảy. Khi nhìn vào thân cây có vẻ ngoài lốm đốm, vì phần vỏ mới lộ ra có màu hơi xanh lục. Thân cây non có màu xanh lục, có lông, 4 cạnh, khi già mới tròn dần (G. Masud Parvez và cộng sự, 2018).

Thân cây ổi Lá ổi: Các lá đơn giản mọc đối nhau dọc theo thân và mọc đối trên cuống lá dài 4-10 mm. Chúng có lông, mặt dưới (đặc biệt là khi còn non), toàn bộ mép, có màu xanh đậm. Mỗi lá có một gân chính nổi rõ (gân giữa) và 10- 9 20 các cặp gân bên cũng tương đối rõ ràng. Lá có chứa nhiều tinh dầu thơm và được sử dụng trong các bài thuốc cổ truyền (G.

Masud Parvez và cộng sự, 2018). Lá ổi non tới trưởng thành Hoa ổi: Hoa thường mọc một hoa hoặc thành chùm trên nách các lá. Những hoa này có chiều ngang khoảng 25 mm và cuống có lông (cuống hình lông chim) dài 1-2,5 cm. Mỗi hoa có bốn hoặc năm lá đài màu xanh lục (dài 6-15 mm) hợp nhất với nhau ở gốc và bốn hoặc năm cánh hoa màu trắng (dài 10-20 mm).

Nhị hoa nhỏ màu trắng (dài 6-10 mm) có tới khoảng 200-250 cái và một cái có đầu nhụy (dài 6-12 mm) (Bộ NN&PTNT). Hoa ổi Quả ổi: Quả có dạng tròn (hình cầu), hình trứng hoặc hình quả lê (pyriform). Vỏ quả còn non màu xanh, khi chín chuyển sang màu vàng, thịt vỏ quả màu trắng, vàng hay ửng đỏ. Ruột trắng, vàng hay đỏ.

Quả chín có vị chua ngọt hay ngọt và có mùi thơm đặc trưng. Những quả mọng này (dài 2,5-10 cm) có đỉnh là phần còn lại của các lá thùy đài hoa. Hạt màu vàng nhạt tới vàng nâu, hình quả thận hoặc hình đa giác, có vỏ cứng và nằm trong khối thịt (G. Masud Parvez và cộng sự, 2018).

Nơi phân bố Mặc dù cây ổi đã được thuần hóa cách đây hơn 2000 năm, nhưng việc trồng cây thương mại đầu tiên của nó từ quần đảo Caribe vào năm 1526.