Nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cây dứa Ananas comosus

Dứa (Ananas comosus (L.)) là loại trái cây giàu dinh dưỡng, được trồng phổ biến trên thế giới. 257 trang · Trường Đại Học Cần Thơ · 2022.

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Hậu
• Người hướng dẫn: Pgs. Trần Nhân Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Khả Năng Kháng Oxy Hóa Và Ức Chế Enzyme Tyrosinase Của Cây Dứa (Ananas Comosus)
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Mục tiêu luận án
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa của nghiên cứu
• 1.4.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.5. Tính mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Tổng quan về cây dứa (Ananas comosus)
• 2.1.1. Đặc điểm sinh học của cây dứa
• 2.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.2.1. Những nghiên cứu ngoài nước
• 2.2.2. Những nghiên cứu trong nước
• 2.3. Tổng quan về các hợp chất thứ cấp thực vật
• 2.3.1. Terpene và các dẫn xuất của terpene
• 2.4. Tổng quan về kháng oxy hóa, chất kháng oxy hóa và cơ chế
• 2.4.1. Khái quát về quá trình oxy hóa tế bào
• 2.4.2. Khái quát về gốc tự do
• 2.4.3. Tác hại của gốc tự do đối với cơ thể
• 2.4.4. Chất kháng oxy hóa
• 2.4.5. Cơ chế hoạt động của các chất kháng oxy hóa tự nhiên
• 2.5. Tổng quan về tyrosinase, cơ chế hoạt động và chất ức chế tyrosinase
• 2.5.1. Tổng quan về enzyme tyrosinase
• 2.5.2. Cơ chế hoạt động của tyrosinase
• 2.5.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của tyrosinase
• 2.5.4. Các chất ức chế Tyrosinase
• 2.5.5. Cơ chế ức chế enzyme tyrosinase
• 2.5.6. Tiềm năng sử dụng các chất ức chế tyrosinase
• 2.6. Tổng quan về melanocyte, cơ chế hoạt động và chất ức chế
• 2.6.1. Tế bào hắc tố
• 2.6.2. Cơ chế hoạt động của melanocyte
• 2.7. Tổng quan về các phương pháp định danh thực vật
• 2.7.1. Nhận diện và định danh thực vật bằng đặc điểm hình thái
• 2.7.2. Nhận diện và định danh thực vật bằng di truyền phân tử
• 2.8. Phương pháp chiết xuất và phân tách các hợp chất từ thực vật
• 2.8.1. Phương pháp chiết xuất rắn-lỏng
• 2.8.2. Phương pháp chiết xuất hỗ trợ sóng siêu âm
• 2.8.3. Phương pháp sắc ký cột silica gel
• 2.9. Tổng quan về các phương pháp định lượng, kháng oxy hóa, ức chế enzyme tyrosinase (in vitro), phân tích khối phổ GC-MS
• 2.9.1. Các phương pháp định lượng hợp chất thứ cấp thực vật
• 2.9.2. Các phương pháp xác định hoạt tính kháng oxy hóa
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phương tiện nghiên cứu
• 3.1.1. Thời gian và địa điểm
• 3.1.2. Nguyên vật liệu
• 3.1.3. Dụng cụ và thiết bị
• 3.2. Phương pháp nghiên cứu
• 3.2.1. Nội dung 1: Khảo sát chọn vùng nguyên liệu và dung môi trích ly cao chiết
• 3.2.2. Nội dung 2: Đánh giá khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao methanol dứa Tắc Cậu
• 3.2.3. Nội dung 3: Đánh giá khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao phân đoạn dứa
• 3.2.4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng ức chế sự sản sinh melanin trên dòng tế bào hắc tố B16F10 của cao phân đoạn F1
• 3.2.5. Nội dung 5: Phân tích phổ GC-MS của cao phân đoạn F1 vỏ dứa
• 3.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả khảo sát chọn nguồn nguyên liệu
• 4.1.1. Kết quả kháng oxy hóa cao chiết ethanol dứa ở hai vùng sinh thái Hòn Đất và Tắc Cậu
• 4.1.2. Kết quả kháng oxy hóa cao chiết ethanol/methanol dứa vùng Tắc Cậu, Kiên Giang
• 4.1.3. Kết quả giải trình tự gen cây dứa Tắc Cậu
• 4.2. Kết quả khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao methanol dứa Tắc Cậu
• 4.2.1. Kết quả định lượng polyphenol tổng và flavonoid trong cao methanol dứa
• 4.2.2. Kết quả kháng oxy hóa của cao methanol dứa Tắc Cậu
• 4.2.3. Mối quan hệ giữa hàm lượng polyphenol tổng, flavonoid tổng với khả năng kháng oxy hóa của cây dứa Tắc Cậu
• 4.2.4. Kết quả ức chế tyrosinase của cao methanol dứa vùng Tắc Cậu
• 4.3. Kết quả kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao phân đoạn vỏ dứa
• 4.3.1. Kết quả sắc ký tách phân đoạn cao chiết methanol vỏ dứa
• 4.3.2. Kết quả định lượng polyphenol tổng và flavonoid tổng trong cao phân đoạn vỏ dứa
• 4.3.3. Kết quả kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao phân đoạn vỏ dứa
• 4.3.4. Mối quan hệ giữa hàm lượng polyphenol tổng, flavonoid tổng với khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao phân đoạn vỏ dứa
• 4.4. Kết quả ức chế sự sản sinh melanin trên dòng tế bào sắc tố B16F10 của cao phân đoạn F1 vỏ dứa
• 4.5. Kết quả phân tích phổ khối GC-MS mẫu cao phân đoạn F1 vỏ dứa
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• PHỤ LỤC B: KẾT QUẢ THỬ TẾ BÀO B16F10
• PHỤ LỤC C: XỬ LÝ THỐNG KÊ
• PHỤ LỤC D: GIẢI GC-MS

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về cây dứa và mục tiêu nghiên cứu

Dứa (Ananas comosus (L.)) là loại trái cây giàu dinh dưỡng, được trồng phổ biến trên thế giới. Luận án này tập trung nghiên cứu khả năng kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase của cây dứa, đặc biệt là các bộ phận như lá, thân, thịt quả và vỏ quả. Nghiên cứu được thực hiện trên dứa trồng tại hai vùng sinh thái Hòn Đất và Tắc Cậu, tỉnh Kiên Giang. Mục tiêu chính là đánh giá hoạt tính sinh học của các chiết xuất từ dứa, tìm ra nguồn nguyên liệu và phương pháp chiết xuất tối ưu để ứng dụng trong thực tiễn.

"Dứa là loại cây ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao thuộc họ Bromeliaceae có nguồn gốc từ Paraguay được trồng phổ biến ở nhiều vùng sinh thái khác nhau ở Việt Nam. Mục tiêu của luận án là khảo sát khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao chiết từ các bộ phận của cây dứa (lá, thân, thịt quả và vỏ quả) ở Hòn Đất và Tắc Cậu thuộc tỉnh Kiên Giang."

Việc lựa chọn hai vùng sinh thái khác nhau cho phép so sánh và đánh giá ảnh hưởng của điều kiện môi trường đến hoạt tính sinh học của cây dứa. Nghiên cứu cũng sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá khả năng kháng oxy hóa, bao gồm phương pháp trung hòa gốc tự do DPPH, phương pháp khử ion Fe3+ và phương pháp khử ion Cu2+. Đồng thời, hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase được đánh giá in vitro và in vivo trên dòng tế bào hắc tố B16F10.

II. Phương pháp nghiên cứu và kết quả

Luận án sử dụng nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau, từ định danh loài bằng đặc điểm hình thái và giải trình tự gen, đến chiết xuất bằng phương pháp ngâm dầm kết hợp siêu âm. "Luận án sử dụng phương pháp định danh loài bằng phương pháp phân tích đặc điểm hình thái đồng thời có kiểm định lại bằng phương pháp giải trình tự, trích ly cao bằng phương pháp ngâm dầm kết hợp với đánh sóng siêu âm...". Việc kết hợp các phương pháp hiện đại như sắc ký cột, nuôi cấy tế bào và phân tích phổ GC-MS giúp phân tách, đánh giá hoạt tính và xác định thành phần hóa học của các hợp chất có hoạt tính sinh học cao.

Kết quả nghiên cứu cho thấy vùng sinh thái Tắc Cậu và dung môi methanol là thích hợp nhất cho việc chiết xuất các hợp chất có hoạt tính sinh học từ dứa. "Kết quả nghiên cứu cho thấy, vùng sinh thái Tắc Cậu, Kiên Giang và dung môi methanol là thích hợp phục vụ nghiên cứu của luận án." Cao chiết từ lá dứa có khả năng kháng oxy hóa mạnh nhất, trong khi cao chiết từ vỏ dứa lại thể hiện hoạt tính ức chế tyrosinase tốt nhất. Đặc biệt, phân đoạn F1 từ vỏ dứa cho thấy hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase vượt trội, đồng thời có khả năng ức chế sản sinh melanin trên dòng tế bào B16F10.

III. Phân tích thành phần và cơ chế hoạt động

Phân tích phổ GC-MS của phân đoạn F1 cho thấy sự hiện diện của các hợp chất như succinic acid, ferulic acid, p-coumaric acid, cinnamic acid và 2-ethylhexyl benzoate. "Kết quả phân tích sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) của F1 có sự hiện diện của succinic acid, ferulic acid, p-coumaric acid, cinnamic acid, 2-ethylhexyl benzoatelà những hợp chất có khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase mạnh." Đây là những hợp chất được biết đến với khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase mạnh. Cơ chế hoạt động của các hợp chất này có thể liên quan đến việc trung hòa các gốc tự do, ức chế quá trình oxy hóa, hoặc ức chế hoạt động của enzyme tyrosinase. Nghiên cứu cũng chỉ ra mối quan hệ giữa hàm lượng polyphenol và flavonoid với khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của các chiết xuất từ dứa.

IV. Giá trị và ứng dụng thực tiễn

Luận án đã chứng minh tiềm năng của cây dứa, đặc biệt là phần vỏ quả, như một nguồn nguyên liệu giàu hợp chất có hoạt tính sinh học. "Kết quả nghiên cứu đã cho thấy vỏ quả dứa là nguồn giàu hợp chất thứ cấp có hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase." Các chiết xuất từ dứa có thể được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm. Ví dụ, hoạt tính kháng oxy hóa có thể giúp bảo quản thực phẩm, ngăn ngừa quá trình lão hóa. Hoạt tính ức chế tyrosinase có thể được ứng dụng trong mỹ phẩm làm trắng da, trị nám. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc tận dụng nguồn phế phụ phẩm nông nghiệp, đồng thời góp phần phát triển các sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, an toàn và hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Cây dứa (Ananas comosus (L.)) thuộc họ Bromeliaceae có nguồn gốc từ Paraguay, là loại cây ăn quả nhiệt đới có giá trị dinh dưỡng và thương mại cao. Trong cơ thể sinh vật, các gốc tự do (ROS/RNS) được sinh ra liên tục từ các quá trình chuyển hóa; khi mất cân bằng nội môi, sự gia tăng của các gốc tự do sẽ gây đột biến, tổn thương cấu trúc tế bào và phát sinh các bệnh lý mạn tính. Bên cạnh đó, enzyme tyrosinase đóng vai trò xúc tác chủ chốt trong con đường sinh tổng hợp sắc tố melanin. Sự tích tụ quá mức của melanin dẫn đến các vấn đề rối loạn sắc tố da như nám da, tàn nhang, đồng thời có liên quan đến một số bệnh thoái hóa thần kinh như Parkinson hay Alzheimer. Các hoạt chất ức chế tyrosinase tổng hợp hóa học hiện nay bộc lộ một số hạn chế về độ an toàn sinh học. Dù các công trình quốc tế đã ghi nhận hoạt tính sinh học từ dịch quả dứa, việc so sánh toàn diện hoạt tính giữa các bộ phận khác nhau của cây dứa (lá, thân, thịt quả, vỏ quả) cũng như tiềm năng ức chế tyrosinase từ phụ phế phẩm vỏ dứa tại Việt Nam vẫn chưa được đánh giá đầy đủ.

Mục tiêu chung của luận án là đánh giá khả năng kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase của cao chiết từ các bộ phận cây dứa (Ananas comosus (L.)) nhằm khảo sát nguồn nguyên liệu tự nhiên phục vụ y dược học và hóa mỹ phẩm.

Nội dung nghiên cứu được tác giả xác định gồm 5 nội dung:

1. Nội dung 1: Khảo sát chọn vùng nguyên liệu và dung môi chiết xuất cao và định danh loài dứa vùng Tắc Cậu.
2. Nội dung 2: Khảo sát khả năng kháng oxy hóa (hoạt tính khử DPPH, hoạt tính khử ion $\text{Fe}^{3+}$ thành $\text{Fe}^{2+}$, hoạt tính khử ion $\text{Cu}^{2+}$ thành $\text{Cu}^{+}$) và khả năng ức chế tyrosinase của cao methanol dứa Tắc Cậu.
3. Nội dung 3: Sắc ký tách phân đoạn cao chiết methanol vỏ dứa và khảo sát khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao phân đoạn có hoạt tính cao.
4. Nội dung 4: Khảo sát khả năng ức chế sự sản sinh melanin của cao phân đoạn có hoạt tính cao từ cao chiết methanol F1 vỏ dứa trên dòng tế bào B16F10.
5. Nội dung 5: Khảo sát các hợp chất trong cao phân đoạn F1 methanol vỏ dứa có khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase thông qua phân tích phổ GC-MS.

Đối tượng nghiên cứu là các bộ phận (lá, thân, thịt quả, vỏ quả) của cây dứa (Ananas comosus (L.)) thu hái tại Tắc Cậu (vùng sinh thái Tây Sông Hậu) và Hòn Đất (vùng sinh thái Tứ Giác Long Xuyên) thuộc tỉnh Kiên Giang. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa in vitro qua ba phương pháp (DPPH, khử $\text{Fe}^{3+}$, khử $\text{Cu}^{2+}$), hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase in vitro, ức chế sinh melanin trên dòng tế bào hắc tố B16F10 và phân tích thành phần hóa học phân đoạn F1 bằng GC-MS. Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 5/2018 đến tháng 1/2021 tại Viện Nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học (Trường Đại học Cần Thơ) và Trung tâm Quản lý thực hành thí nghiệm (Trường Đại học Kiên Giang).

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án đã điểm lại các nghiên cứu trong và ngoài nước về thành phần hóa học và hoạt tính sinh thái học, dược lý của cây dứa cũng như các hợp chất thứ cấp thực vật:

• Nghiên cứu quốc tế:

  • Thành phần và hoạt tính dứa: Ramsden & Riley (2014), Ogawa et al. (2018), Ivanova et al. (2019) xác định thịt quả dứa chứa nhiều vitamin (A, B1, B6, C), acid hữu cơ (malic acid, citric acid, folic acid) và các hợp chất phenolic như p-coumaric acid, ferulic acid, caffeic acid, sinapic acid cùng enzyme protease bromelain.
  • Hoạt tính kháng oxy hóa: Hossain & Rahman (2011) nghiên cứu hàm lượng polyphenol (TPC), flavonoid (TFC) và hoạt tính kháng oxy hóa trên dứa giống Calendar tại Ấn Độ; Mhatre et al. (2009) định lượng polyphenol trong cao ethanol 70% thịt quả đạt 65 mg GAE/g và flavonoid đạt 4 mg QE/g; Jovanovic et al. (2018) so sánh vỏ, lá đỉnh, thân và nước ép dứa, chỉ ra cao methanol vỏ và thân có hoạt tính khử DPPH mạnh nhất ($\text{IC}{50} = 1{,}745\text{ mg/mL}$); Yuris & Siow (2014) khảo sát 3 giống dứa (Joseplune, Morris, Sarawak) xác định dung môi methanol tối ưu cho trích ly TPC và giống Morris có hoạt tính khử DPPH cao nhất ($\text{IC}{50} = 25{,}6\text{ mg/mL}$); Putri et al. (2018) khảo sát vỏ dứa Myanmar trên nhiều dung môi; Saptarini et al. (2019) nghiên cứu lá đỉnh dứa Indonesia ($\text{IC}{50}\text{ DPPH} = 3621\ \mu\text{g/mL}$); Haripyaree et al. (2010) đánh giá cao chiết methanol thịt quả dứa tại Manipur (Ấn Độ) đạt $\text{IC}{50} = 12{,}2\ \mu\text{g/mL}$.
  • Ức chế tyrosinase và sắc tố: Arshad et al. (2014, 2016) ứng dụng kem chiết xuất methanol 2% từ quả dứa làm giảm sắc tố và thu nhỏ diện tích nám sau 12 tuần; Vrianty et al. (2019) chỉ ra cao chiết lõi dứa có $\text{IC}{50}$ khử DPPH là $87{,}46\ \mu\text{g/mL}$ và $\text{IC}{50}$ ức chế tyrosinase là $62{,}27\ \mu\text{g/mL}$; Azizan et al. (2020) khảo sát khả năng ức chế $\alpha$-glucosidase của vỏ và lá đỉnh; Ferone et al. (2019), Taofiq et al. (2017), Kong et al. (2000) chứng minh các hợp chất phenolic như ferulic acid, p-coumaric acid và succinic acid có khả năng kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase mạnh thông qua cơ chế cạnh tranh cơ chất.

• Nghiên cứu trong nước:

  • Nguyễn Hoàng Dũng và ctv. (2016) chứng minh cao methanol rau diếp cá ức chế 24,8% tổng hợp melanin ở nồng độ $100\ \mu\text{g/mL}$ trên tế bào B16F10 và đạt $\text{IC}{50}\text{ DPPH} = 7{,}71\ \mu\text{g/mL}$; Nguyễn Trọng Tuân và Mai Văn Hiếu (2017) khảo sát mối liên hệ kháng oxy hóa và sinh melanin của cây bạch đầu ông; Phạm Thế Hải và ctv. (2017) sàng lọc in silico - in vitro các hợp chất ức chế tyrosinase như acid 3,4-dimethoxycinnamic; Lê Quỳnh Loan và ctv. (2018, 2019) công bố cao methanol hoa hòe ức chế 34,9% melanin trên dòng B16F10 ($\text{IC}{50}\text{ DPPH} = 185{,}2\ \mu\text{g/mL}$) và cao cây ô dược ức chế 42,58% melanin ở liều $200\ \mu\text{g/mL}$; Nguyễn Khoa Hạ Mai và Nguyễn Thị Thanh Mai (2018) khảo sát 17 mẫu cây họ Dâu tằm, phân lập được morachalcone A từ gỗ mít dai có $\text{IC}_{50}$ ức chế tyrosinase là $0{,}013\ \mu\text{M}$; Nguyễn Lương Hiếu Hòa và ctv. (2018) nghiên cứu cao methanol mật gấu; Huỳnh Duy Phúc (2020) nghiên cứu vi tảo Haematococcus pluvialis; Trần Phạm Tuệ Hưng (2014) và Võ Thị Bạch Yến (2019) khảo sát các dịch chiết thảo dược khác.

Khoảng trống nghiên cứu: Các nghiên cứu trong nước trước đây chủ yếu tập trung vào enzyme bromelain hoặc khảo sát ức chế tyrosinase trên các loài thực vật khác, chưa có công trình nào đánh giá toàn diện, đối chiếu đồng thời cả 4 bộ phận (lá, thân, thịt quả, vỏ quả) của cây dứa tại Đồng bằng sông Cửu Long qua nhiều hệ thống thử nghiệm kháng oxy hóa, thử nghiệm enzyme in vitro, phân đoạn sắc ký cột silica gel, kiểm chứng ức chế melanin trên dòng tế bào u hắc tố B16F10 và định danh hóa học bằng GC-MS.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án xây dựng trên các cơ sở lý thuyết sinh hóa và thực vật học:

• Lý thuyết về stress oxy hóa và chất kháng oxy hóa: Cơ chế chuyển nguyên tử hydro (HAT), chuyển đơn electron kèm chuyển proton (SET-PT), mất proton tuần tự kèm chuyển electron (SPLET), cùng cơ chế chelate hóa các ion kim loại chuyển tiếp ($\text{Fe}^{2+}$, $\text{Cu}^{+}$) để ngăn ngừa phản ứng Fenton và Haber-Weiss.
• Lý thuyết sinh tổng hợp melanin và enzyme Tyrosinase (EC 1.14.18.1): Tyrosinase là enzyme chứa đồng loại III có cấu trúc dị tứ phân (heterotetramer) với khối lượng phân tử khoảng 120 kDa, chứa hai ion đồng ($\text{Cu}_A$ và $\text{Cu}_B$) liên kết với 6 gốc histidine tại trung tâm hoạt động. Enzyme xúc tác hai phản ứng liên tiếp: monophenolase (hydroxyl hóa monophenol thành o-diphenol) và diphenolase (oxy hóa o-diphenol thành o-quinone), khởi đầu cho chuỗi hình thành eumelanin và pheomelanin trong tế bào hắc tố (melanocyte).
• Lý thuyết về hợp chất thứ cấp thực vật: Nhóm polyphenol (flavonoid, phenolic acid, tannin), terpenoid, alkaloid và saponin với các hoạt tính dập tắt gốc tự do, tạo phức kim loại và điều hòa enzyme.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm bao gồm:

• Định danh thực vật: Phương pháp hình thái học kết hợp sinh học phân tử qua trích ly DNA bằng CTAB, khuếch đại vùng gen ITS bằng kỹ thuật PCR, giải trình tự và tra cứu BLAST trên ngân hàng gen NCBI.
• Phương pháp chiết xuất: Ngâm dầm kết hợp hỗ trợ sóng siêu âm sử dụng dung môi ethanol và methanol trên các mẫu nguyên liệu tươi và khô từ lá, thân, thịt quả và vỏ quả dứa.
• Định lượng hóa thực vật:
  • Định lượng polyphenol tổng số (TPC) theo phương pháp Folin-Ciocalteu, tính theo đương lượng gallic acid (mg GAE/g cao khô).
  • Định lượng flavonoid tổng số (TFC) theo phương pháp so màu nhôm clorid ($\text{AlCl}_3$), tính theo đương lượng quercetin (mg QE/g cao khô).
• Đánh giá hoạt tính kháng oxy hóa in vitro:
  1. Phương pháp trung hòa gốc tự do DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), đo độ hấp thụ quang tại bước sóng 517 nm, tính giá trị $\text{IC}_{50}$.
  2. Phương pháp khử ion $\text{Fe}^{3+}$ thành $\text{Fe}^{2+}$ (khử sắt), đo mật độ quang.
  3. Phương pháp khử ion $\text{Cu}^{2+}$ thành $\text{Cu}^{+}$ (CUPRAC), tính giá trị $\text{IC}_{50}$.
• Đánh giá khả năng ức chế enzyme tyrosinase in vitro: Thử nghiệm sử dụng enzyme tyrosinase từ nấm Agaricus bisporus, cơ chất L-DOPA trong đệm phosphat, đo động học phản ứng hình thành dopachrome trên đầu đọc vi phiến phổ quang để xác định phần trăm ức chế và $\text{IC}_{50}$.
• Sắc ký cột phân tách: Sử dụng sắc ký cột pha thuận silica gel trên cao chiết methanol vỏ dứa với hệ dung môi có độ phân cực tăng dần để thu nhận các cao phân đoạn (từ F1).
• Nuôi cấy tế bào và thử nghiệm sinh melanin: Nuôi cấy dòng tế bào u hắc tố chuột B16F10, ủ với cao phân đoạn F1 ở các nồng độ thử nghiệm (bao gồm $25\ \mu\text{g/mL}$), ly giải tế bào và đo mật độ quang để xác định tỷ lệ ức chế tổng hợp melanin nội bào.
• Phân tích hóa học bằng GC-MS: Sử dụng hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ (Gas Chromatography - Mass Spectrometry) nhằm phân tích, nhận danh các hợp chất hữu cơ và acid phenolic hiện diện trong phân đoạn F1.
• Xử lý số liệu: Dữ liệu thí nghiệm được thu thập qua các lần lặp lại, tính giá trị trung bình $\pm$ độ lệch chuẩn ($\text{Mean} \pm \text{SD}$), phân tích thống kê và tương quan.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Chương 1 thiết lập tính cấp thiết của đề tài dựa trên việc tận dụng tiềm năng sinh học của cây dứa (Ananas comosus) và xử lý phụ phế phẩm nông nghiệp. Tác giả xác định rõ mục tiêu tổng quát, 5 nội dung nghiên cứu cụ thể, đối tượng nghiên cứu tại Tắc Cậu và Hòn Đất (Kiên Giang), phạm vi thực hiện từ tháng 5/2018 đến tháng 1/2021. Chương này cũng phân tích ý nghĩa khoa học trong việc bổ sung dữ liệu sinh hóa học và ý nghĩa thực tiễn trong việc định hướng ứng dụng vỏ dứa cho ngành dược phẩm, mỹ phẩm.

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Chương 2 trình bày chi tiết về nguồn gốc, vị trí phân loại, đặc điểm thực vật học, sinh thái vùng trồng của cây dứa tại Việt Nam (ba nhóm giống Queen, Cayenne, Spanish) và đặc điểm thổ nhưỡng vùng Tắc Cậu, Hòn Đất. Tác giả tổng hợp cơ sở lý thuyết về 4 nhóm hợp chất thứ cấp thực vật (polyphenol, terpene, alkaloid, hợp chất chứa lưu huỳnh/nitơ); cơ chế oxy hóa tế bào, phân loại các dạng gốc tự do (ROS/RNS) và cơ chế dập tắt gốc tự do của chất kháng oxy hóa tự nhiên; cấu trúc không gian ba chiều của enzyme tyrosinase từ nấm Agaricus bisporus (PDB ID: 2Y9X) với tâm hoạt động chứa hai ion $\text{Cu}^{2+}$; con đường sinh tổng hợp melanin trong tế bào melanocyte; tổng quan các phương pháp trích ly hỗ trợ siêu âm, phân tách sắc ký cột silica gel, các phép đo quang phổ kháng oxy hóa (DPPH, khử Fe, khử Cu), thử nghiệm tyrosinase in vitro và phân tích khối phổ GC-MS.

Chương 3: Phương pháp nghiên cứu

Chương 3 mô tả chi tiết phương tiện nghiên cứu (thiết bị siêu âm, máy đo quang phổ vi phiến, cột sắc ký silica gel, hệ thống sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS, hệ thống nuôi cấy tế bào hắc tố B16F10). Chương này chuẩn hóa quy trình 5 nội dung nghiên cứu: trích ly thu hồi cao chiết từ 4 bộ phận lá, thân, thịt quả, vỏ quả; kỹ thuật sinh học phân tử định danh loài dứa qua vùng gen ITS; phương pháp định lượng TPC, TFC; quy trình khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa đa phương pháp (DPPH, $\text{Fe}^{3+}$, $\text{Cu}^{2+}$) và ức chế tyrosinase in vitro; quy trình sắc ký cột silica gel tách các phân đoạn từ vỏ dứa; phương pháp nuôi cấy tế bào B16F10 đánh giá ức chế melanin; và phương pháp phân tích phổ GC-MS của phân đoạn có hoạt tính cao nhất.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 trình bày các kết quả thực nghiệm và thảo luận khoa học:

• Khảo sát vùng nguyên liệu, dung môi và định danh: Dứa thu hái tại vùng sinh thái Tắc Cậu cho hiệu suất trích ly và hoạt tính sinh học vượt trội so với Hòn Đất; dung môi methanol cho hiệu quả trích ly các hợp chất thứ cấp cao hơn ethanol. Kết quả tra cứu BLAST trình tự gen ITS khẳng định mẫu dứa nghiên cứu thuộc loài Ananas comosus (L.).
• Định lượng TPC, TFC và hoạt tính cao thô: Mẫu chiết xuất lá-methanol chứa hàm lượng polyphenol tổng cao nhất, trong khi mẫu vỏ-methanol chứa hàm lượng flavonoid tổng cao nhất. Hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của các cao thô thể hiện rõ rệt:

Mẫu cao chiết methanol (Dứa Tắc Cậu)	Hàm lượng TPC / TFC	Kháng oxy hóa DPPH ($\text{IC}_{50}\ \mu\text{g/mL}$)	Khử ion $\text{Fe}^{3+}$ ($\text{IC}_{50}\ \mu\text{g/mL}$)	Khử ion $\text{Cu}^{2+}$ ($\text{IC}_{50}\ \mu\text{g/mL}$)	Hoạt tính ức chế Tyrosinase
Lá (L_MeOH)	TPC cao nhất	$31{,}27 \pm 3{,}91$	—	—	Thấp hơn vỏ
Vỏ quả (V_MeOH)	TFC cao nhất	—	$97{,}72 \pm 0{,}42$	$220{,}95 \pm 8{,}20$	Mạnh nhất trong các cao thô
Thân (T_MeOH)	—	—	—	—	Trung bình
Thịt quả (TQ_MeOH)	—	—	—	—	Thấp hơn

• Khảo sát sắc ký phân đoạn vỏ dứa: Do cao methanol vỏ dứa thể hiện hoạt tính ức chế tyrosinase và khử ion kim loại mạnh nhất nên được chọn để tách phân đoạn bằng sắc ký cột silica gel. Trong các phân đoạn thu nhận, phân đoạn F1 thể hiện hoạt tính sinh học mạnh nhất:

Chỉ tiêu khảo sát	Phân đoạn F1 vỏ dứa
Hoạt tính trung hòa gốc tự do DPPH	$\text{IC}_{50} = 14{,}52 \pm 0{,}44\ \mu\text{g/mL}$
Hoạt tính khử ion $\text{Cu}^{2+}$ (CUPRAC)	$\text{IC}_{50} = 18{,}78 \pm 2{,}55\ \mu\text{g/mL}$
Hoạt tính ức chế enzyme Tyrosinase in vitro	$\text{IC}_{50} = 84{,}98 \pm 5{,}06\ \mu\text{g/mL}$
Ức chế sản sinh melanin trên tế bào B16F10 (ở $25\ \mu\text{g/mL}$)	$50{,}79%$

• Thành phần hóa học qua GC-MS: Phân tích sắc ký khí ghép khối phổ trên phân đoạn F1 vỏ dứa đã định danh sự hiện diện của các acid hữu cơ và acid phenolic có hoạt tính dược lý gồm: succinic acid, ferulic acid, p-coumaric acid, cinnamic acid và 2-ethylhexyl benzoate.

Chương 5: Kết luận và đề xuất

Chương 5 tóm lược các kết luận thực nghiệm về hàm lượng polyphenol, flavonoid, hoạt tính kháng oxy hóa và khả năng ức chế tyrosinase của các bộ phận cây dứa Tắc Cậu, khẳng định tiềm năng sinh học của phụ phẩm vỏ dứa và cao phân đoạn F1. Tác giả nêu các kiến nghị tiếp tục nghiên cứu tinh sạch hợp chất đơn lẻ và thử nghiệm ứng dụng trong sản xuất dược mỹ phẩm.

Kết quả và những đóng góp mới

• Đóng góp mới về mặt khoa học:
  • Cung cấp dữ liệu thực nghiệm toàn diện về hàm lượng polyphenol tổng số, flavonoid tổng số và so sánh đối chứng hoạt tính kháng oxy hóa theo ba cơ chế (DPPH, khử $\text{Fe}^{3+}$, khử $\text{Cu}^{2+}$) cùng hoạt tính ức chế tyrosinase của cả 4 bộ phận (lá, thân, thịt quả, vỏ quả) của cây dứa (Ananas comosus) tại Kiên Giang.
  • Chứng minh cao chiết methanol vỏ dứa Tắc Cậu có hoạt tính ức chế tyrosinase in vitro mạnh nhất trong các cao thô và phân tách thành công phân đoạn F1 có hoạt tính sinh học cao ($\text{IC}{50}\text{ DPPH} = 14{,}52\ \mu\text{g/mL}$, $\text{IC}{50}\text{ Cu}^{2+} = 18{,}78\ \mu\text{g/mL}$, $\text{IC}_{50}\text{ tyrosinase} = 84{,}98\ \mu\text{g/mL}$).
  • Xác định phân đoạn F1 ở nồng độ $25\ \mu\text{g/mL}$ có khả năng ức chế 50,79% sự sản sinh melanin trên dòng tế bào u hắc tố B16F10.
  • Nhận danh các hợp chất hữu cơ và acid phenolic chủ chốt trong phân đoạn F1 của vỏ dứa qua GC-MS gồm succinic acid, ferulic acid, p-coumaric acid, cinnamic acid và 2-ethylhexyl benzoate.
• Đóng góp về mặt thực tiễn và kiến nghị:
  • Định hướng việc tận dụng nguồn phụ phế phẩm dồi dào từ quá trình chế biến quả dứa (vỏ dứa) để sản xuất các chế phẩm hỗ trợ điều trị rối loạn tăng sắc tố da (nám da, tàn nhang) và các bệnh lý liên quan đến thoái hóa sắc tố trong y dược và hóa mỹ phẩm.
  • Góp phần giải quyết bài toán ô nhiễm môi trường do phế phẩm nông nghiệp và gia tăng giá trị kinh tế cho chuỗi canh tác dứa tại khu vực Đồng bằng sông Cửu Long.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế:
  • Mẫu nghiên cứu thu thập tập trung chủ yếu tại hai vùng sinh thái thuộc tỉnh Kiên Giang (Tắc Cậu và Hòn Đất) trong giai đoạn từ tháng 5/2018 đến tháng 1/2021.
  • Thành phần hóa học mới dừng lại ở việc nhận danh các hợp chất trong phân đoạn có hoạt tính cao (F1) thông qua phổ khối GC-MS, chưa tiến hành phân lập và tinh chế từng hợp chất đơn lẻ đạt độ tinh khiết tuyệt đối.
  • Các thử nghiệm sinh học trên tế bào mới thực hiện ở quy mô in vitro trên dòng tế bào u hắc tố B16F10, chưa triển khai khảo sát in vivo trên mô hình động vật sống.
• Hướng nghiên cứu tiếp:
  • Tiến hành phân lập, tinh sạch và xác định cấu trúc chi tiết của từng hợp chất đơn lẻ từ cao phân đoạn F1 của vỏ dứa.
  • Nghiên cứu sâu hơn về động học enzyme và cơ chế ức chế phân tử của các hợp chất tinh khiết đối với tyrosinase.
  • Triển khai các thử nghiệm độc tính bán trường diễn và hoạt tính trị nám, giảm sắc tố in vivo trên mô hình động vật trước khi thử nghiệm lâm sàng.

Giá trị tham khảo

• Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên ngành Công nghệ Sinh học, Hóa sinh và Dược học: Luận án là tài liệu tham khảo về quy trình kết hợp sàng lọc hoạt tính sinh học đa phương pháp (kháng oxy hóa nhiều cơ chế, ức chế enzyme in vitro) với kỹ thuật sắc ký cột silica gel và nuôi cấy tế bào hắc tố B16F10.
• Đối với các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp sản xuất dược mỹ phẩm: Dữ liệu về hoạt tính ức chế tyrosinase, giảm tổng hợp melanin và thành phần các acid phenolic (ferulic acid, p-coumaric acid, succinic acid) trong vỏ dứa là cơ sở khoa học để nghiên cứu phát triển các công thức kem bôi da chống oxy hóa, làm sáng da và hỗ trợ điều trị nám từ nguyên liệu tự nhiên.
• Đối với ngành nông nghiệp và quản lý môi trường: Cung cấp giải pháp khoa học nhằm gia tăng giá trị kinh tế cho phụ phẩm vỏ dứa sau thu hoạch và chế biến tại các vùng chuyên canh dứa.

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ phận nào của cây dứa có hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase in vitro mạnh nhất? Theo kết quả khảo sát các cao chiết thô trong dung môi methanol, cao chiết vỏ dứa thể hiện hoạt tính ức chế enzyme tyrosinase in vitro mạnh nhất so với các cao chiết từ lá, thân và thịt quả.

2. Hoạt tính trung hòa gốc tự do DPPH mạnh nhất thuộc về bộ phận nào của cây dứa? Cao chiết methanol từ lá dứa vùng Tắc Cậu thể hiện khả năng trung hòa gốc tự do DPPH mạnh nhất trong các cao thô với giá trị $\text{IC}_{50} = 31{,}27 \pm 3{,}91\ \mu\text{g/mL}$.

3. Cao phân đoạn F1 tách từ vỏ dứa thể hiện hoạt tính sinh học và ức chế melanin như thế nào? Phân đoạn F1 tách từ cao methanol vỏ dứa bằng sắc ký cột silica gel đạt $\text{IC}{50}$ khử DPPH là $14{,}52 \pm 0{,}44\ \mu\text{g/mL}$, $\text{IC}{50}$ khử ion $\text{Cu}^{2+}$ là $18{,}78 \pm 2{,}55\ \mu\text{g/mL}$, $\text{IC}_{50}$ ức chế tyrosinase in vitro là $84{,}98 \pm 5{,}06\ \mu\text{g/mL}$, và ở nồng độ $25\ \mu\text{g/mL}$ đã ức chế 50,79% sự sản sinh melanin trên dòng tế bào u hắc tố B16F10.

4. Phân tích GC-MS trên cao phân đoạn F1 vỏ dứa đã xác định được những hợp chất tiêu biểu nào? Kết quả phân tích GC-MS trên mẫu phân đoạn F1 vỏ dứa ghi nhận sự hiện diện của các hợp chất: succinic acid, ferulic acid, p-coumaric acid, cinnamic acid và 2-ethylhexyl benzoate.

5. Vùng sinh thái và dung môi nào được tác giả lựa chọn là phù hợp nhất cho các nghiên cứu tiếp theo của luận án? Vùng sinh thái Tắc Cậu (tỉnh Kiên Giang) và dung môi methanol được lựa chọn là nguồn nguyên liệu và dung môi thích hợp nhất phục vụ cho các nội dung phân tích sâu của luận án.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của nghiên cứu sinh Nguyễn Thị Thu Hậu đã đánh giá một cách hệ thống hàm lượng polyphenol, flavonoid, hoạt tính kháng oxy hóa và khả năng ức chế enzyme tyrosinase của các bộ phận cây dứa (Ananas comosus) tại tỉnh Kiên Giang. Kết quả nghiên cứu xác định cao chiết methanol từ lá dứa có hoạt tính khử gốc tự do DPPH mạnh nhất, trong khi cao chiết vỏ dứa có hoạt tính khử ion kim loại ($\text{Fe}^{3+}$, $\text{Cu}^{2+}$) và ức chế enzyme tyrosinase cao nhất. Phân đoạn sắc ký F1 từ vỏ dứa thể hiện khả năng ức chế 50,79% tổng hợp melanin trên dòng tế bào B16F10 ở nồng độ $25\ \mu\text{g/mL}$ và chứa các acid phenolic có hoạt tính sinh học cao như ferulic acid, p-coumaric acid, cinnamic acid và succinic acid. Công trình đã khẳng định giá trị dược liệu tiềm năng của phụ phẩm vỏ dứa, mở ra hướng ứng dụng trong lĩnh vực y dược học và hóa mỹ phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Dứa (Ananas comosus (L.) thuộc họ bromeliaceae có nguồn gốc từ Paraguay là loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao đứng thứ ba trên thế giới chỉ đứng sau chuối và cây có múi (cam quýt) (Vrianty et al. Thịt qủa dứa có các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như: mangan, vitamin A, B, (B1, B6, folates), C và các loại acid hữu cơ đặc biệt là malic acid, citric acid, folic acid, βcarotene, enzyme bromelain (Ramsden & Riley, 2014). Trong cơ thể của sinh vật (kể cả con người) luôn sản sinh ra các gốc tự do, các gốc tự do này dễ phản ứng với các gốc khác gần kề dẫn đến sự sản sinh các gốc tự do mới là nguyên nhân dẫn tới sự phá huỷ các bào quan và cấu trúc bên trong tế bào (đột biến). Đột biến là nguyên nhân dẫn đến sự thoái hóa tế bào làm xuất hiện các bệnh hiểm nghèo (Ghasemzadeh, 2012; Vrianty et al.

Các hợp chất kháng oxy hoá là những hợp chất làm chậm hoặc ngăn chặn được sự phát triển của các gốc tự do bảo vệ tế bào và cơ thể. Hệ thống kháng oxy hóa xảy ra trong cơ thể con người có thể làm sạch các gốc tự do, giữ cân bằng giữa quá trình oxy hóa và kháng oxy hóa. Đồng thời, những bất lợi của sự thoái hóa tế bào có thể được ngăn ngừa bằng cách bổ sung các chất kháng oxy hóa từ thực phẩm và dược liệu (Ghasemzadeh, 2012; Ha & Thu, 2009; Vrianty et al. Tyrosinase là enzyme chính trong con đường sinh tổng hợp melanin, là phức hợp các hạt sắc tố trong da, tóc, niêm mạc võng mạc, melanin bao quanh sợ trục thần kinh.

Nám da là hiện tượng gia tăng hàm lượng của melanin để bảo vệ da, giúp da chống lại tia cực tím (Bonesi et al. Kong et al., 2000; Pires et al. Vì thế, cấu trúc của tyrosinase và các chất ức chế tyrosinase được nghiên cứu với mục tiêu sàng lọc và tuyển chọn nguồn nguyên liệu trong ngành dược liệu và mỹ phẩm (Lai et al., 2018; Yuan et al. Những hoạt chất ức chế tyrosinase được tổng hợp bằng phương pháp hóa học chưa thật sự an toàn và hiệu quả.

Chính vì thế, vấn đề tìm kiếm các hợp chất ức chế tyrosinase từ thiên nhiên được nghiên cứu ở phạm vi sinh hóa để bước đầu chọn lọc nguyên liệu để ứng dụng vào lĩnh vực y học, công nghiệp thực phẩm, xử lý môi trường và mỹ phẩm (Lai et al., 2018; Yuan et al. Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về khả năng kháng oxy hóa của cao chiết trích ly từ thịt quả, lá, vỏ quả dứa nhưng vẫn chưa có đánh giá tổng thể so sánh về khả năng kháng oxy hóa về cao chiết được trích ly từ nguyên liệu là lá, Chuyên ngành Công nghệ sinh học 1 Viện NC&PT Công nghệ sinh hoc LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận án Trường Đại học Cần Thơ thân, thịt quả và vỏ dứa. Đồng thời, có rất ít nghiên cứu về khả năng ức chế hoạt động tyrosinase của các loại cao chiết từ dứa. Nhiều năm gần đây những nghiên cứu về ức chế tyrosinase từ các hợp chất thiên nhiên được nhiều nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu.

Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu về khả năng ức chế tyrosinase của một số cao chiết củ cải trắng, cây huỳnh anh, vi tảo, nấm rơm, mít dai, hoa hòe, lá tía tô (Hưng, 2014; L. Loan et al., 2018; Mai & Mai, 2018; Phú, 2019; Trúc et al., 2020),… nhưng chưa có nghiên cứu về ức chế tyrosinase của cao chiết cây dứa. Ngoài ra, hàm lượng các hợp chất thiên nhiên, hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase phụ thuộc nhiều vào các hợp chất khác nhau có trong tế bào từng loại cây, từng vùng sinh thái (đối với cây cùng loài), từng độ tuổi của cây (đối với cây cùng loài và cùng vùng sinh thái) thậm chí trên cùng một cây ở các bộ phận khác nhau thì hàm lượng và hoạt tính sinh học cũng không giống nhau. Mục tiêu của luận án là nghiên cứu về “Khả năng kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase của cây dứa (Ananas comosus (L.2 Mục tiêu luận án Đánh giá khả năng kháng oxy hóa và ức chế enzyme tyrosinase của cao chiết từ dứa (Ananas comosus (L.) với mục tiêu khảo sát nguồn nguyên liệu tiềm năng từ cây dứa.3 Nội dung nghiên cứu Nội dung 1: Khảo sát chọn vùng nguyên liệu và dung môi chiết xuất cao và định danh loài dứa vùng Tắc Cậu.

Nội dung 2: Khảo sát khả năng kháng oxy hóa (hoạt tính khử DPPH, hoạt tính khử ion Fe3+ thành ion Fe2+, hoạt tính khử ion Cu2+ thành ion Cu+) và khả năng ức chế tyrosinase của cao methanol dứa Tắc Cậu. Nội dung 3: Sắc ký tách phân đoạn cao chiết methanol vỏ dứa và khảo sát khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao phân đoạn có hoạt tính cao. Nội dung 4: Khảo sát khả năng ức chế sự sản sinh melanin của cao phân đoạn có hoạt tính cao từ cao chiết methanol F1 vỏ dứa trên dòng tế bào B16F10. Nội dung 5: Khảo sát các hợp chất trong cao phân đoạn F1 methanol vỏ dứa có khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase thông qua phân tích phổ GC-MS.

Chuyên ngành Công nghệ sinh học 2 Viện NC&PT Công nghệ sinh hoc LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận án Trường Đại học Cần Thơ 1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1.1 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu trên đối tượng cây dứa (lá, thân, thịt quả và vỏ quả) thu hái tại Tắc Cậu (vùng sinh thái Tây Sông Hậu) của tỉnh Kiên Giang.2 Phạm vi nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu về khả năng kháng oxy hóa (được tiến hành bằng 3 phương pháp khử DPPH, khử ion Fe3+, khử ion Cu2+) và khả năng ức chế hoạt tính của enzyme tyrosinase của cao chiết từ lá, thân, thịt quả và vỏ cây dứa. Các nghiên cứu được thực hiện từ tháng 5/2018 đến tháng 1/2021 tại Viên nghiên cứu và Phát triển Công nghệ sinh học, Trường Đại học Cần Thơ và Trung tâm Quản lý thực hành thí nghiệm, Trường Đại học Kiên Giang.5 Ý nghĩa của nghiên cứu 1.1 Ý nghĩa khoa học Luận án cung cấp thông tin khoa học hữu ích về khả năng kháng oxy hóa và ức chế tyrosinase của cao chiết từ cây dứa với mục tiêu sử dụng nguyên liệu từ cây dứa cung cấp trong các ngành y dược học và hóa mỹ phẩm.2 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu cho thấy tiềm năng sử dụng phụ phế phẩm trong công nghiệp chế biến dứa, điều chế cao chiết từ vỏ dứa sử dụng nguồn nguyên liệu trong y dược học giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường đồng thời sẽ làm tăng giá trị sản phẩm của dứa trong ngành nông nghiệp canh tác dứa.6 Tính mới của luận án Luận án đã xác định lá, thân, thịt quả và vỏ dứa có hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế hoạt động của tyrosinase. Cao chiết methanol vỏ dứa có hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế hoạt động của enzyme tyrosinase cao. Kết quả nghiên cứu của luận án cung cấp thông tin cho ngành y dược và hóa mỹ phẩm.

Kết quả ức chế sự sản sinh melanin trên dòng tế bào hắc tố B16F10 của cao phân đoạn F1 tách từ cao methanol vỏ dứa mở ra hướng ứng dụng mới của phụ phế phẩm quả dứa trong y dược học (phòng và trị các bệnh có liên quan đến việc hình thành hắc tố melanin như Alzheimer, Parkinson, tàn nhang, nám da và những bệnh liên quan đến dòng tế bào u hắc tố). Chuyên ngành Công nghệ sinh học 3 Viện NC&PT Công nghệ sinh hoc LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận án Trường Đại học Cần Thơ Hình 1.1: Sơ đồ tóm tắt các nội dung nghiên cứu luận án Chuyên ngành Công nghệ sinh học 4 Viện NC&PT Công nghệ sinh hoc LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận án Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan về cây dứa (Ananas comosus) 2.1 Nguồn gốc Dứa còn có tên khác như: thơm, khóm hay trái huyền nương. Dứa có tên khoa học (Ananas comosus (L.) thuộc họ Bromeliaceae chi Ananas, trong chi này có 6 loài, trong đó loài Ananas comosus là có giá trị kinh tế cao nhất. Dứa là một loại quả nhiệt đới có nguồn gốc từ Paraguay và được trồng phổ biến ở miền Nam Brasil, miền Bắc Argentina và rất nhiều nơi khác trên thế giới (Ogawa et al.

Dứa có tên tiếng anh gọi là Pineapple. Các nhà thám hiểm Tây Ban Nha thấy hình dáng ngoài của quả dứa giống chóp quả Thông nên đặt tên là “Pine”. Người Anh thêm chữ “apple” để nói rõ hơn về tính ngọt dịu của quả dứa (Li et al., 2014; Ogawa et al. Dứa là loại trái cây trồng phổ biến ở rất nhiều nước trên thế giới, là loại trái cây ưa chuộng đứng thứ ba trên thế giới, sau chuối và cây có múi (Ivanova et al., 2019; Ogawa et al.

Ở Việt Nam, dứa được trồng nhiều ở Phú Thọ, Ninh Bình, Lâm Đồng, Long An, Hậu Giang, Kiên Giang, Cần Thơ.2 Phân Loại Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Thực vật có hoa (Angiospermae) Lớp: Một lá mầm (Monocots) Nhánh: Thài lài (Commelinids) Bộ: Hòa thảo (Poales) Họ: Dứa (Bromeliaceae) Phân họ: Bromelioideae Chi: Dứa (Ananas) Loài: A.1: Cây dứa Ananas comosus Tên khoa học: Ananas comosus (L. Tên tiếng việt: dứa Dứa thuộc họ Bromeliaceae, có khoảng 2.794 loài, trong đó có 56 loài có ngưỡng thích nghi rộng về không gian sống như từ dạng sống trên mặt đất đến dạng thân leo, từ dạng ưa bóng râm đến nơi có nhiều ánh sáng, từ vùng khí hậu Chuyên ngành Công nghệ sinh học 5 Viện NC&PT Công nghệ sinh hoc LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Luận án Trường Đại học Cần Thơ nhiệt đới nóng ẩm, đến vùng cận nhiệt đới có khí hậu lạnh và khô (Dey & Chaudhuri, 2016; Ivanova et al. Ở Việt Nam dứa có ba nhóm phổ biến: Nhóm Queen Dứa thuộc nhóm Queen được trồng phổ biến ở Đồng Bằng Sông Cửu Long vì nó thích nghi với các điều kiện khí hậu đất đai có pH thấp, thuộc vùng phèn và chống chịu hạn tốt. Lá đầy gai và ngắn hơn nhóm Cayenne.

Trọng lượng trái trung bình 1 - 1,2 kg, khi chín cả vỏ và thịt quả có màu vàng, các giống tiêu biểu gồm: Golden Queen, Egyptian, Abachi, Balck Riplay, Green Riplay, Ruby, Singapore, Canning và Pernambuco (Hải, 2017). Nhóm Cayenne Giống tiêu biểu là Smooth Cayenne (Cayenne Lissa). Nhóm này có năng suất cao. Lá gần như không gai, chỉ có một ít gai ở chóp lá.

Quả to trung bình 2 - 2,5 kg, dạng hình trụ, mắc dẹp và cạn, thích hợp làm nguyên liệu cho chế biến và xuất khẩu. Vỏ trái khi chín có màu vàng nhạt đến vàng.