CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về hạt bơ 1. Phân loại khoa học Cây bơ (Persea Americana) là một loại cây cận nhiệt đới có nguyên gốc từ Mexico và Trung Mỹ. Trái của cây bơ thường thấy ở dạng hình bầu dài.
Vỏ mỏng, màu xanh lục đậm. Thịt bơ màu lục nhạt, khi chín thì thịt mềm vị thơm béo. Hạt bơ có hình oval, màu nâu cam. Persea americana được một nhà thực vật học người Anh Philip Miller xác định và định danh.
Cây bơ được phân loại sinh học trình bày theo Bảng 1. Phân loại sinh học của cây bơ Vực Eukarya Giới Plantae Ngành Anthophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Laurales Họ Lauraceae Chi Persea Loài Persea americana Bảng phân loại sinh học cho thấy cây bơ có tên khoa học là Persea americana thuộc vực các sinh vật có nhân Eukarya và giới thực vật Plantae. Cây bơ thuộc phân ngành thực vật hạt kín Anthophyta, là các cá thể có giao tử được sản xuất trong hoa và noãn được bao bọc trong một lá noãn. Thực vật hạt kín là dạng thực vật chiếm ưu thế của ngày nay.
Chúng cho thấy tổ chức cấu trúc tiên tiến nhất trong các loài thực vật, cho phép chúng sống trong một phạm vi môi trường sống rất đa dạng. Phân lớp Magnoliopsida, là một nhóm thực vật hai lá mầm được và bộ Laurales chứa 2900 loài, 7 phân họ, 91 chi. Các cá thể thuộc bộ Laurales thường là các cá thể được tìm thấy ở vùng nhiệt đới, cận nhiệt, có khí hậu ấm. Cây bơ thuộc họ Lauraceae hay còn gọi là họ Nguyệt quế và chi Persea, các cá thể thuộc chi Persea thường là các cá thể cao khoảng 50-100 feet,cho quả thịt mọng nước có hình oval bao quanh một hạt.
Quả bơ và hạt bơ 1. Đặc điểm hình thái và phân bố Tại Việt Nam, bơ là một loại cây cho giá trị kinh tế cao và hiện nay các sản phẩm liên quan đến bơ ngày xuất hiện càng nhiều. Ở nước ta chủ yếu có 3 chủng bơ là chủng West Indian (Antilles), chủng Mexico và chủng Guatemala. Các nước có sản lượng bơ lớn nhất là Mexico (60%), Peru (13%), Chile (7%), California (5%), Nam Phi (4%), Colombia (3%), Israel (3%), Úc (2%) và Tây Ban Nha (1%).
Ngoài ra, các nước sản xuất mới đang nổi lên, như Guatemala, Morocco, Philippines, Trung Quốc và Ấn Độ [1]. Ở Việt Nam, bơ được trồng nhiều ở các tỉnh Đắk Lắk, Lâm Đồng, Đồng Nai và các tỉnh miền Tây Nam Bộ, trong đó vùng Tây Nguyên là vùng cung cấp sản lượng bơ lớn nhất của Việt Nam. Ba nhóm bơ chính ở Việt Nam là bơ sáp, bơ mỡ, bơ nước và một số giống bơ mới như bơ Hass, bơ Booth, bơ 034,… trong đó sản lượng bơ và giá thành kinh tế cao nhất mang lại là bơ sáp (chiếm khoảng 60% diện tích trồng bơ). Đối với quả bơ, phần thịt bơ được sử dụng để ăn và chiết xuất dầu bơ.
Vỏ bơ, hạt bơ được xem như là phụ phẩm. Ước tính khối lượng phụ phẩm khoảng 6. Phụ phẩm hạt bơ được thải bỏ và một phần rất nhỏ được thu gom làm hạt giống. Thành phần hóa trong hạt bơ 1.
Thành phần dinh dưỡng bơ Quả bơ (Persea americana) là một loại trái cây nhiệt đới, quả bơ được cho là một loại quả chứa nhiều dưỡng chất. Quả bơ không chỉ được đánh giá cao vì hương vị, kết cấu thịt và hàm lượng dinh dưỡng cao mà còn vì nhiều lợi ích lành mạnh. 2 Ngoài ra, không chỉ thịt bơ mà hạt bơ cũng mang nhiều hàm lượng dinh dưỡng và còn mang nhiều các hợp chất có hoạt tính sinh học như acid phenolic, tannin, flavanoid,.[3] mang nhiều lợi ích chống oxi hóa, chống nấm, chống virus, chống ung thư,. Các hàm lượng dinh dưỡng đa lượng, vi lượng được trình bày trong Bảng 1.
Các nghiên cứu khác nhau về hàm lượng dinh dưỡng đa lượng và dinh dưỡng vi lượng của thịt bơ Thành phần Hạt bơ [4-6] Thịt bơ [7] Độ ẩm 8,60-13,09 64,4-83,8 Chất béo 0,33-16,54 8,4-23,2 Dưỡng chất đa Protein 2,64-23 1,53-3 lượng (%) Chất xơ 2,87-7,10 3,2-12,7 Carbohydrate 44,70-80,12 0-2,42 Ca 0,82-14,15 8-19 Zn 0,09-0,18 0,35-0,83 K 4,16-100,83 219-691 Na 0,3-1,41 1-17 P 0,09-31,33 30-70 Fe 0,31 0,14-1,06 Cu 0,98 0,09-0,83 Dưỡng chất vi Pb - - lượng (mg/100g) Co - - Vitamin A 10,01 0,062 Vitamin B1 0,33 0,067 Vitamin B2 0,29 0,13 Vitamin B3 0,06 1,74 Vitamin C 97,8 10 Vitamin E 0,12 2,07 Dựa vào bảng 1.2 ta nhận thấy được hạt bơ là một nguồn thực phẩm dinh dưỡng không kém so với với thịt bơ. Thậm chí hạt bơ còn vượt trội hơn ở hàm lượng dinh dưỡng đa lượng và chứa một lượng lớn vitamin A, C so với hạt bơ. Các hợp chất mang hoạt tính sinh học trong hạt bơ Nhiều bài báo hiện nay nghiên cứu và đánh giá về việc sử dụng các sản phẩm phụ của thực vật bằng việc khảo sát có hợp chất hoạt tính sinh học và tác động tích cực đến sức khỏe có trong nó, việc này nhằm để thúc đẩy tái chế các sản phẩm phụ bị lãng phí như 3 hạt, vỏ [8, 9]. Điều này sẽ cải thiện lợi nhuận tổng thể của nông dân và giảm chi phí xử lý các sản phẩm phụ.
Ngoài ra, hạt bơ là một sản phẩm phụ thường bị tiêu hủy. Tuy nhiên, hạt bơ là một nguồn chứa nhiều acid phenolic so với các nguồn chống oxy hóa phổ biến như quả việt quất [10]. Một số chất phenolic cụ thể trong hạt bơ đã được xác định bằng phương pháp sắc ký ghép khối phổ để xác định cấu trúc như catechin, gallate, acid 3-O-caffeoylquinic , procyanidin trimer A (II), acid 3-p-coumaroylquinic, procyanidin trimer A (I) [11]. Trong nghiên cứu khác, sử dụng phương pháp phân tích sắc ký nhóm tác giả đã xác định được các hợp chất là acid trans-5-O-caffeoyl-d-quinic , procyanidin B1, catechin.
Các hợp chất dễ bay hơi của chiết xuất hạt đã được nghiên cứu và cho thấy este của axit béo và các dẫn xuất và dẫn xuất isoprenoid của chúng [12]. Trong loại hợp chất terpenoid và phenylpropanoid, bảy hợp chất đã được xác định: estragole, isoestragole, cubebene, α-cubebene, α-germacrene α-farnesene, and caryophyllene. Một thành phần quan trọng khác của phần lipid của hạt bơ là các dẫn xuất rượu béo polyhydroxylated (PFA). Acetogenin (dẫn xuất của PFA) có nguồn gốc từ rượu béo với chuỗi aliphatic không bão hòa, thường là acylate.
Hàm lượng acetogenin trong khoảng từ 1090 đến 8330 μg/g DW trong hạt bơ giữa 22 giống bơ. Acetogenin persenone A &; B, AcO-avocadene đóng góp chiếm rất nhiều trong hàm lượng acetogenin của hạt bơ, tiếp đó là persenone C, AcO- avocadenyne, persin và persediene [13]. Ngoài ra, có các alkaloid, phytosterol và tocopherol chiếm lượng nhỏ trong hạt bơ. Các hợp chất mang hoạt tính chống côn trùng trong hạt bơ 1.
Acid béo và các dẫn xuất Các loại dầu từ thực vật được cho là lành tính đối với con người và các loại thú. Nhưng ở một số châu Á và châu Phi, có một phương pháp phối trộn dầu thực vật vào các loại ngũ cốc để bảo quản, chống lại sự xâm hại của côn trùng. Cụ thể, một nghiên cứu cho thấy các loại dầu hướng dương, thầu dầu, mù tạt, nghệ tây, cọ, lạc, vừng, neem, karanj và ngô, mỗi loại được tẩm vào hạt đậu với tỷ lệ 5, 7,5 và 10 mL/kg hạt để chống bọ cánh cứng (Callosobruchus chinensis L.) đã cho thấy độ hiệu quả và không có tác dụng phụ của các loại dầu khác nhau đối với sự nảy mầm của hạt [14, 15]. Các loại dầu này thường 4 là các hỗn hợp của mono-, di- hoặc triglyceride của acid oleic, steric, tuy nhiên sản phẩm thủy phân của nó là glycerol không có hiệu quả tương tự [16].
Tương tự, trong hạt bơ chứa rất nhiều acid béo và các dẫn xuất của nó như acetogenin, avocadofuran. Một thành phần acid béo chiếm chủ yếu trong hạt bơ như acid myristic, acid palmitic, acid linoleic, acid oleic, acid stearic, acid arachidic, acid erucic, acid behenic, acid nervonic, acid tetracosanoic [17]. Một số chất như acid oleic, acid linoleic đã được công bố là có hoạt tính chống mọt gạo (S. Acetogenin là các hợp chất béo chủ yếu được tìm thấy trong các loại trái cây nhiệt đới.
Acetogenin có khả năng ức chế các enzym hô hấp trong tế bào sống góp phần nên chúng có đặc tính chống ung thư và chống côn trùng. Theo Blair Sampson et al., đã thử nghiệm tính hiệu quả của chiết xuất cây paw paw có chứa acetogenin để tiêu diệt hai loài gây hại chính trong nông nghiệp là rệp đào xanh và muỗi vằn quả việt quất. Các chiết xuất acetogenin có hiệu quả như thuốc trừ sâu dựa spinosad và cũng được so sánh thuận lợi hơn so với malathion. Chiết xuất paw paw độc hơn nhiều đối với rệp và muỗi mật so với thuốc trừ sâu phổ rộng và gây độc thần kinh là phosmet [19].
Một số hợp chất acetogenin trong hạt bơ là persenone A, persenone B, AcO-avocadene, persenone C, AcO-avocadenyne, persin và persediene [13]. Avocadofuran Các avocadofuran là các hợp chất tự nhiên được phân lập từ quả bơ (P. Americana), với cấu trúc bao gồm 2-alkylfuran với các liên kết π và vị trí không bão hòa khác nhau (liên kết đôi và ba) trong chuỗi alkyl. Avocadofuran đã chứng minh rằng các hợp chất có cấu trúc 2-alkylfuran với chiều dài chuỗi từ 14–18 nguyên tử cacbon, có hoạt tính ức chế sự phát triển của côn trùng ve, rận như panonychus citri, oligonychus yothersi và tetranychus cinnabarinus [20].
Ngoài ra, nhờ vào tiềm năng trở thành thuốc trừ sâu sinh học thay thế cho thuốc trừ sâu tổng hợp. Đã có nghiên cứu về tổng hợp 2-hexadecylfuran từ furfuraldehyde và anhydrit palmitic thông qua hai bước phản ứng và hiệu suất tổng thể là 25%. Phương pháp này có thể được coi là một lộ trình thực tế và thân thiện với môi trường để điều chế một loại thuốc trừ sâu tiềm năng [21]. Công thức chung của avocadofuran 1.
Các hợp chất phenolic Polyphenol ảnh hưởng đến sự phát triển của côn trùng bằng nhiều phương thức hoạt động khác nhau. Các hợp chất phenolic được sinh tổng hợp trông cây ức chế sự tăng trưởng,sinh tồn , phát triển và sinh sản của động vật ăn cỏ, côn trùng. Theo cơ chế chung, một khi động vật ăn cỏ bắt đầu ăn mô thực vật, các polypeptide axit amin như systemin có thể tăng cường sản xuất enzyme lipase trong màng tế bào thụ thể dẫn đến giải phóng axit linolenic. Axit linolenic sau đó đóng vai trò là tiền chất của con đường truyền tín hiệu axit jasmonic, cuối cùng tạo ra peroxidase (PO).
PPO và chất ức chế proteinase , chúng oxy hóa phenol để tạo thành các loại oxy phản ứng và quinone [22]. Quinone đóng vai trò là protein kháng dinh dưỡng cản trở khả năng tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng của côn trùng [23], làm giảm đáng kể thể lực của động vật ăn cỏ.
