Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa ở rau diếp cá houttuynia cordata thunb ứng dụng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu công nghệ thực phẩm tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa ở rau, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Hạnh Tâm
• Người hướng dẫn: GS. Đống Thị Anh Đào
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol và khả năng kháng oxy hóa từ rau diếp cá
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Mục tiêu – nội dung nghiên cứu
• 1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tình hình nghiên cứu
• 2.1.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 2.1.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 2.2. Tổng quan - đặc điểm rau diếp cá
• 2.3. Thành phần hóa học rau diếp cá
• 2.3.1. Các hợp chất flavonoid
• 2.3.2. Tinh dầu
• 2.3.3. Alcaloid
• 2.3.4. Hoạt tính sinh học rau diếp cá
• 2.4. Tổng quan về polyphenol
• 2.4.1. Khái niệm về polyphenol
• 2.4.2. Phân loại polyphenol
• 2.5. Tổng quan sấy phun
• 2.5.1. Quá trình vi bao
• 2.5.2. Công nghệ sấy phun
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Nguyên liệu nghiên cứu
• 3.2. Dụng cụ thiết bị - hóa chất dùng cho nghiên cứu
• 3.2.1. Dụng cụ, thiết bị
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Quy trình công nghệ xử lý rau diếp cá
• 3.3.2. Bố trí thí nghiệm
• 3.3.3. Phương pháp phân tích
• 3.3.4. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 4.1. Kết quả đo một số thành phần trong nguyên liệu rau diếp cá
• 4.2. So sánh lượng polyphenol tổng giữa rau diếp cá tươi và rau diếp cá chần
• 4.3. Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng ở dịch chiết rau diếp cá
• 4.4. Ảnh hưởng các thông số trích ly đến hàm lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa ở dịch chiết rau diếp cá
• 4.4.1. Ảnh hưởng thời gian trích ly
• 4.4.2. Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly
• 4.4.3. Ảnh hưởng tỷ lệ dung môi nguyên liệu
• 4.4.4. Ảnh hưởng hàm lượng ethanol
• 4.4.5. Tối ưu hóa thực nghiệm
• 4.4.5.1. Ảnh hưởng các nhân tố chiết đến hàm lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa
• 4.4.5.2. Tối ưu hóa điều kiện chiết
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• CHƯƠNG VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO
• CHƯƠNG VII: PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol từ rau diếp cá

Rau diếp cá (Houttuynia cordata Thunb) là một loại thảo dược quý giá, nổi bật với hàm lượng polyphenol cao và khả năng kháng oxy hóa mạnh mẽ. Việc tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol từ rau diếp cá không chỉ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn mở ra cơ hội ứng dụng trong ngành thực phẩm và dược phẩm. Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly, từ đó đề xuất các điều kiện tối ưu nhằm đạt được hàm lượng polyphenol tối đa.

1.1. Đặc điểm và thành phần hóa học của rau diếp cá

Rau diếp cá chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe, bao gồm flavonoid và polyphenol. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng rau diếp cá có khả năng kháng viêm, kháng khuẩn và chống oxy hóa, nhờ vào sự hiện diện của các hợp chất như rutin và quercitrin.

1.2. Tầm quan trọng của polyphenol trong sức khỏe

Các hợp chất polyphenol có tác dụng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. Chúng cũng có thể hỗ trợ trong việc ngăn ngừa các bệnh mãn tính như tim mạch và ung thư, làm cho việc tối ưu hóa trích ly polyphenol từ rau diếp cá trở nên cần thiết.

II. Thách thức trong việc tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol

Mặc dù rau diếp cá có nhiều lợi ích, việc tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol vẫn gặp phải một số thách thức. Các yếu tố như nhiệt độ, thời gian trích ly, tỷ lệ nguyên liệu và dung môi có thể ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng polyphenol thu được. Việc xác định các điều kiện tối ưu là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả trích ly cao nhất.

2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình trích ly

Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng trong quá trình trích ly. Nghiên cứu cho thấy rằng nhiệt độ quá cao có thể làm giảm hàm lượng polyphenol do sự phân hủy của các hợp chất này. Do đó, việc xác định nhiệt độ tối ưu là cần thiết.

2.2. Thời gian trích ly và ảnh hưởng của nó

Thời gian trích ly cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hàm lượng polyphenol. Thời gian quá ngắn có thể không đủ để chiết xuất tối đa các hợp chất, trong khi thời gian quá dài có thể dẫn đến sự phân hủy. Cần phải tìm ra thời gian tối ưu để đạt được kết quả tốt nhất.

III. Phương pháp tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol

Để tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol, phương pháp đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology - RSM) đã được áp dụng. Phương pháp này cho phép xác định mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng và hàm lượng polyphenol thu được, từ đó tìm ra điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly.

3.1. Thiết kế thí nghiệm và quy trình thực hiện

Quy trình thực hiện bao gồm việc thiết kế thí nghiệm với các yếu tố như nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ nguyên liệu và dung môi. Các thí nghiệm được thực hiện theo thiết kế cấu trúc có tâm để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả.

3.2. Phân tích kết quả và mô hình hóa

Sau khi thu thập dữ liệu, các kết quả sẽ được phân tích để xây dựng mô hình mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố và hàm lượng polyphenol. Mô hình này sẽ giúp dự đoán các điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly.

IV. Kết quả nghiên cứu về khả năng kháng oxy hóa từ rau diếp cá

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng hàm lượng polyphenol trong dịch chiết rau diếp cá có khả năng kháng oxy hóa cao. Các điều kiện tối ưu được xác định là nhiệt độ 75°C, thời gian 62 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:4 và hàm lượng ethanol 59%. Dưới các điều kiện này, dịch chiết đạt được hàm lượng polyphenol tổng là 17.155 mgGAE/g chất khô.

4.1. So sánh khả năng kháng oxy hóa giữa các mẫu

Khả năng kháng oxy hóa của dịch chiết rau diếp cá được so sánh với các mẫu khác. Kết quả cho thấy dịch chiết từ rau diếp cá có hoạt tính kháng oxy hóa vượt trội, nhờ vào hàm lượng polyphenol cao.

4.2. Ứng dụng thực tiễn của dịch chiết rau diếp cá

Dịch chiết rau diếp cá có thể được ứng dụng trong ngành thực phẩm như một chất bảo quản tự nhiên hoặc trong ngành dược phẩm để phát triển các sản phẩm hỗ trợ sức khỏe. Việc tối ưu hóa điều kiện trích ly sẽ giúp nâng cao giá trị của sản phẩm.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu về rau diếp cá

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa điều kiện trích ly polyphenol từ rau diếp cá là khả thi và mang lại nhiều lợi ích. Các kết quả đạt được không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn có thể ứng dụng rộng rãi trong thực tiễn. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu để khám phá thêm các ứng dụng của rau diếp cá trong lĩnh vực sức khỏe và thực phẩm.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc khám phá thêm các hợp chất có hoạt tính sinh học khác trong rau diếp cá và tối ưu hóa quy trình sản xuất để nâng cao hiệu quả chiết xuất.

5.2. Tác động của rau diếp cá đến sức khỏe con người

Cần có thêm nhiều nghiên cứu để xác định rõ hơn tác động của rau diếp cá đến sức khỏe con người, từ đó phát triển các sản phẩm có lợi cho sức khỏe dựa trên các hợp chất chiết xuất từ rau diếp cá.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Rau diếp cá (Houttuynia cordata Thunb) là một loại thảo dược quý, phân bố rộng rãi ở Đông Á và được sử dụng phổ biến trong y học cổ truyền cũng như thực phẩm chức năng nhờ chứa nhiều hợp chất sinh học có lợi như flavonoid, polyphenol, tinh dầu và alcaloid. Theo ước tính, hàm lượng polyphenol tổng trong rau diếp cá có thể đạt đến khoảng 18 mg GAE/g chất khô sau khi xử lý chần, đồng thời khả năng kháng oxy hóa của dịch chiết cũng rất cao, lên đến hơn 200 μmol TEAC/g chất khô. Tuy nhiên, các hợp chất này rất nhạy cảm với điều kiện xử lý, đặc biệt là nhiệt độ và thời gian trích ly, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả chiết xuất và hoạt tính sinh học.

Mục tiêu nghiên cứu là tối ưu hóa các điều kiện trích ly nhằm thu nhận hàm lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa cao nhất từ rau diếp cá đã qua xử lý chần. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm tại Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, trong khoảng thời gian từ tháng 9/2021 đến tháng 6/2022. Việc tối ưu hóa này không chỉ góp phần nâng cao giá trị sử dụng của rau diếp cá trong ngành công nghệ thực phẩm mà còn mở ra hướng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng và dược liệu, góp phần phát triển kinh tế dựa trên nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú của Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Phương pháp đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology - RSM): Đây là kỹ thuật thống kê được sử dụng để xây dựng mô hình toán học mô tả mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng (nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi, hàm lượng ethanol) và các chỉ tiêu mục tiêu (hàm lượng polyphenol tổng, khả năng kháng oxy hóa). RSM giúp xác định điều kiện tối ưu với số lượng thí nghiệm tối thiểu.

• Khái niệm polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa: Polyphenol là nhóm hợp chất phenolic có khả năng chống oxy hóa mạnh, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. Các hợp chất flavonoid như rutin, quercetin, isoquercitrin là thành phần chính trong rau diếp cá, đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính sinh học.

• Mô hình chiết xuất: Quá trình chiết xuất dựa trên nguyên lý khuếch tán và hòa tan các hợp chất polyphenol từ nguyên liệu vào dung môi, chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố vật lý và hóa học như nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu và nồng độ ethanol.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Rau diếp cá tươi được thu mua từ xã Nhị Bình, huyện Châu Thành, tỉnh Tiền Giang, bảo quản ở nhiệt độ 15-20ºC trong quá trình vận chuyển và bảo quản trước khi thí nghiệm. Các thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm B10, Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. Hồ Chí Minh.

• Phương pháp phân tích: Hàm lượng polyphenol tổng được xác định bằng phương pháp quang phổ màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu, hoạt tính kháng oxy hóa được đo bằng phương pháp DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl). Độ ẩm được xác định bằng phương pháp sấy hồng ngoại.

• Thiết kế thí nghiệm: Sử dụng thiết kế cấu trúc có tâm (Central Composite Design - CCD) với 27 thí nghiệm, lặp lại 3 lần tại giá trị trung tâm, khảo sát bốn yếu tố: nhiệt độ trích ly (45-85ºC), thời gian trích ly (40-80 phút), tỷ lệ nguyên liệu/dung môi (2-6 ml/g), hàm lượng ethanol (40-80% v/v).

• Xử lý số liệu: Dữ liệu được phân tích bằng phần mềm Minitab và Design Expert 12, sử dụng phân tích phương sai (ANOVA) với mức ý nghĩa 5% để đánh giá sự khác biệt và xây dựng mô hình tối ưu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của xử lý chần: Hàm lượng polyphenol tổng trong rau diếp cá chần đạt 18.64 mg GAE/g chất khô, cao hơn đáng kể so với nguyên liệu tươi (13.07 mg GAE/g chất khô), cho thấy chần giúp vô hoạt enzyme polyphenol oxidase, giảm tổn thất polyphenol.

2. Tác động của nhiệt độ và thời gian chần: Nhiệt độ chần tối ưu là 80ºC trong 60 giây, khi đó hàm lượng polyphenol đạt khoảng 18.3 mg GAE/g chất khô. Nhiệt độ hoặc thời gian chần cao hơn làm giảm hàm lượng do phân hủy hợp chất phenolic.

3. Ảnh hưởng thời gian trích ly: Thời gian trích ly 60 phút cho hàm lượng polyphenol tối đa 20.5 mg GAE/g chất khô và khả năng kháng oxy hóa 215 μmol TEAC/g chất khô. Kéo dài thời gian trích ly trên 60 phút làm giảm hiệu quả do cân bằng khuếch tán và oxy hóa polyphenol.

4. Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly: Nhiệt độ trích ly 65ºC là tối ưu, với hàm lượng polyphenol đạt 18.4 mg GAE/g chất khô và khả năng kháng oxy hóa 195 μmol TEAC/g chất khô. Nhiệt độ cao hơn 65ºC làm giảm hàm lượng do phân hủy nhiệt.

5. Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi và hàm lượng ethanol: Tỷ lệ 1:4 (g/ml) và hàm lượng ethanol 60% v/v là điều kiện tối ưu, đạt hàm lượng polyphenol 19.3 mg GAE/g chất khô và khả năng kháng oxy hóa 195 μmol TEAC/g chất khô. Tăng tỷ lệ hoặc ethanol vượt mức này làm giảm hiệu quả chiết do cân bằng khuếch tán và hòa tan kém.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy quá trình chần có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ và tăng hàm lượng polyphenol tổng trong rau diếp cá, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về việc vô hoạt enzyme polyphenol oxidase để hạn chế oxy hóa enzymatic. Sự tăng giảm hàm lượng polyphenol theo nhiệt độ và thời gian chần cũng tương đồng với các nghiên cứu trên các loại rau khác như lá mùi tây.

Phân tích các yếu tố trích ly cho thấy nhiệt độ và thời gian chiết ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hòa tan và khuếch tán polyphenol, đồng thời nhiệt độ cao và thời gian dài có thể gây phân hủy các hợp chất này. Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi và nồng độ ethanol ảnh hưởng đến sự cân bằng khối lượng và khả năng hòa tan, từ đó ảnh hưởng đến hiệu quả chiết xuất.

Mô hình RSM xây dựng có hệ số tương thích cao (R² gần 1), cho phép dự đoán chính xác hàm lượng polyphenol và khả năng kháng oxy hóa dưới các điều kiện khác nhau. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ bề mặt đáp ứng và bảng phân tích ANOVA để minh họa sự ảnh hưởng của từng yếu tố.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình chần ở 80ºC trong 60 giây: Giúp bảo vệ polyphenol trong rau diếp cá, tăng hiệu quả chiết xuất, nên được thực hiện trước khi trích ly trong quy trình sản xuất thực phẩm chức năng.

2. Tối ưu hóa điều kiện trích ly: Nhiệt độ 65ºC, thời gian 60 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:4 (g/ml), hàm lượng ethanol 60% v/v là điều kiện ưu tiên để thu nhận polyphenol và hoạt tính kháng oxy hóa cao nhất, nên áp dụng trong quy trình công nghiệp.

3. Kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ và thời gian: Tránh nhiệt độ quá cao hoặc thời gian trích ly kéo dài để hạn chế phân hủy polyphenol, đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.

4. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy phun: Để bảo quản dịch chiết polyphenol dưới dạng bột, tăng tính ổn định và tiện lợi trong sử dụng, nên được triển khai trong giai đoạn tiếp theo.

5. Chủ thể thực hiện: Các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng, viện nghiên cứu công nghệ thực phẩm và các cơ sở sản xuất dược liệu nên phối hợp triển khai các giải pháp trên trong vòng 12-18 tháng tới.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và mô hình tối ưu hóa chiết xuất polyphenol, hỗ trợ phát triển đề tài liên quan.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và dược liệu: Áp dụng quy trình tối ưu để nâng cao chất lượng sản phẩm chứa chiết xuất rau diếp cá, tăng giá trị cạnh tranh.

3. Chuyên gia phát triển sản phẩm: Tham khảo để thiết kế công thức và quy trình sản xuất các sản phẩm có hoạt tính kháng oxy hóa cao từ nguyên liệu tự nhiên.

4. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp: Hỗ trợ định hướng phát triển vùng nguyên liệu rau diếp cá chất lượng cao, thúc đẩy ứng dụng khoa học công nghệ trong sản xuất.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần xử lý chần trước khi trích ly polyphenol?
   Chần giúp vô hoạt enzyme polyphenol oxidase, ngăn ngừa oxy hóa enzymatic làm giảm hàm lượng polyphenol, từ đó tăng hiệu quả chiết xuất và bảo vệ hoạt tính sinh học.

2. Nhiệt độ trích ly ảnh hưởng thế nào đến hàm lượng polyphenol?
   Nhiệt độ tăng làm tăng khả năng hòa tan và khuếch tán polyphenol nhưng quá cao sẽ gây phân hủy các hợp chất này, do đó nhiệt độ tối ưu khoảng 65ºC.

3. Tại sao thời gian trích ly không nên kéo dài quá 60 phút?
   Sau thời gian này, polyphenol đạt trạng thái cân bằng khuếch tán, kéo dài thời gian có thể gây oxy hóa và phân hủy polyphenol, làm giảm hàm lượng và hoạt tính kháng oxy hóa.

4. Hàm lượng ethanol ảnh hưởng thế nào đến quá trình chiết?
   Ethanol giúp hòa tan polyphenol hiệu quả, nồng độ 60% v/v là tối ưu. Quá cao hoặc quá thấp sẽ làm giảm khả năng hòa tan và hiệu quả chiết.

5. Có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu này trong sản xuất thực phẩm không?
   Hoàn toàn có thể. Quy trình tối ưu giúp thu nhận chiết xuất polyphenol chất lượng cao, phù hợp để phát triển thực phẩm chức năng, dược liệu và các sản phẩm bảo vệ sức khỏe.

Kết luận

• Rau diếp cá sau xử lý chần có hàm lượng polyphenol tổng tăng lên đáng kể, đạt khoảng 18.64 mg GAE/g chất khô.
• Điều kiện trích ly tối ưu gồm nhiệt độ 65ºC, thời gian 60 phút, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:4 (g/ml), hàm lượng ethanol 60% v/v cho hàm lượng polyphenol 17.15 mg GAE/g chất khô và khả năng kháng oxy hóa 215.45 μmol TEAC/g chất khô.
• Mô hình RSM xây dựng có độ tin cậy cao, phù hợp để dự đoán và tối ưu hóa quy trình chiết xuất polyphenol từ rau diếp cá.
• Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị sử dụng rau diếp cá trong công nghệ thực phẩm và dược liệu, mở rộng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng.
• Đề xuất triển khai ứng dụng quy trình tối ưu trong sản xuất công nghiệp và nghiên cứu tiếp theo về công nghệ bảo quản dịch chiết polyphenol dưới dạng bột bằng sấy phun.

Hành động tiếp theo là áp dụng quy trình tối ưu vào quy mô pilot, đánh giá tính ổn định và hiệu quả trong sản xuất thực tế, đồng thời phát triển sản phẩm mới dựa trên chiết xuất polyphenol từ rau diếp cá.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới với nguồn dược liệu đa dạng. Các nguồn thực vật vô cùng phong phú và là đối tượng nghiên cứu của rất nhiều tác giả trên thế giới với mục đích tìm kiếm các chất mới có hoạt tính sinh học bổ sung vào thực phẩm [1]. Trong số đó, rau diếp cá là một loại thực vật được trồng rất phổ biến ở Việt Nam và một số nước Châu Á, đã được báo cáo là có khả năng kháng khuẩn, kháng viêm, tăng cường đáp ứng miễn dịch do chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt là các hợp chất thuộc nhóm flavonoid như rutin, quercetin. Trong đông y, diếp cá được sử dụng trong các bài thuốc để chữa viêm phổi, tăng huyết áp, táo bón và tăng đường huyết [1].

Có nhiều nghiên cứu về tác dụng dược lý của diếp cá như chống ung thư (Kim và cộng sự, 2001), chống đột biến (Chen và cộng sự, 2003), chống viêm (Li và cộng sự, 2013), chống dị ứng (Han và cộng sự, 2009), chống oxy hóa (Tian và cộng sự, 2012), chống vi rút (Lau và cộng sự, 2008), chống vi khuẩn (Sekita và cộng sự, 2016), chống béo phì (Miyata và cộng sự, 2010) và chống bệnh tiểu đường. Các hợp chất có hoạt tính sinh học hiện nay được nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt hướng tách chiết chúng từ các loại cây cỏ, thảo dược và ứng dụng vào trong thực tiễn. Từ thực tế đó tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Tối ưu hóa điều kiện trích ly lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa ở rau diếp cá “Houttuynia cordata Thunb” & Ứng dụng”.1 Mục tiêu – nội dung nghiên cứu: Tìm được điều kiện tối ưu hóa điều kiện trích ly lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa ở dịch chiết của rau diếp cá có xử lý chần.2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong quy mô phòng thí nghiệm: phòng thí nghiệm B10, trường Đại học quốc gia – Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh. 2 Nội dung nghiên cứu tập trung vào xác định điều kiện tối ưu hóa đơn yếu tố và đa yếu tố cho lượng polyphenol tổng và khả năng kháng oxy hóa cao nhất từ dịch chiết rau diếp cá.

3 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 2.1 Tình hình nghiên cứu: 2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước: - Ngô Hoàng Linh, 2017. “Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết tách các chất flavonoid và sterol từ cây diếp cá ở tỉnh Nghệ An” Trung tâm Ứng dụng TB KH&CN Nghệ An - Phan Văn Cư, Nguyễn Thị Thu Hường. “Nghiên cứu tách chiết và định lượng sterols từ lá của cây diếp cá (Houttuynia cordata thunb) ở tỉnh Thừa Thiên Huế bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao”. Tạp chí khoa học, Đại học Huế, tập 74A, số 5 (2012) 17-24.

- Trần Thị Việt Hoa, Lê Thị Kim Oanh, 2008. “Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất từ cây diếp cá (Houttuynia cordata thumb) của Việt Nam”. Tạp chí phát triển Khoa học và Công nghệ, 11 (7): 73-77. - Trần Thanh Lương, Lê Thị Út, Phạm Nguyên Đông Yên, Nguyễn Thị Mai Hương, Nguyễn Thị Thanh Thủy, 2007.

“Nghiên cứu hoạt tính sinh học và thành phần hóa học của cây diếp cá thu hái tại thành phố Hồ Chí Minh”. Hội nghị khoa học và công nghệ hóa học hữu cơ toàn quốc lần thứ IV, 430-434. “Phân lập flavonoid từ cao butanol trong cây Diếp cá (Houttuynia cordata Thunb.) ở tỉnh Thừa Thiên - Huế”. Tạp chí Khoa học, Đại học Huế, 63: 27-32.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: - Chen YY, Liu JF, Chen CM, Chao PY, Chang TJ (2003): “A study of the antioxidative and antimutagenic effects of H.

cordata using an oxidized frying oil- fed model”. J Nutr Sci Vitaminol 49: 327–333. - Lu HM, Liang YZ, Yi LZ and Wu XJ: “Anti-inflammatory effect of Houttuynia cordata injection”. “Antiproliferative activities and phenolic acid content of water and ethanolic extracts of the powdered formula of Houttuynia 4 cordata Thunb”.fermented broth and Phyllanthus emblica Linn.

BMC Complement Altern Med. “Pressurized liquid extraction of flavonoid from Houttuynia cordata Thunb”. Separation and Purification Technology, 58: 305-310. “Anti-Inflammatory Activity of Houttuynia cordata against Lipoteichoic Acid-Induced Inflammation in Human Dermal Fibroblasts”.

Chonnam Medical Journal, 46: 140-147.2 Tổng quan - đặc điểm rau diếp cá: - Tên thường gọi: diếp cá - Tên khoa học: Houttuynia cordata Thunb. - Là một loại cỏ nhỏ, mọc lâu năm, ưa chổ ẩm ướt có thân rễ mọc ngầm dưới đất. Rễ nhỏ mọc ở các đốt, thân mọc đứng cao 40 cm, có lông hoặc ít lông. Lá mọc cánh, hình tim, đầu lá hơi nhọn hay nhọn hẳn lá dài 4 – 10 cm, rộng 2,5 – 6,0 cm.

Mặt trên lá màu lục, vàng sẫm đến nâu sẫm, mặt dưới màu lục xám đến nâu xám. Hoa nhỏ, mọc thành chùm ngắn dài khoảng 2 cm, cỏ bốn lá bắc hình cánh hoa màu trắng ở gốc. Hoa nhỏ màu vàng nhạt, không có bao hoa, mọc thành bông, có 4 lá bắc mầu trắng [2]. - Diếp cá là loại cây thân leo, thân rễ mảnh, hình trụ tròn hay dẹt, cong, dài 20 – 35 cm, đường kính 2 – 3 mm.

Thân cây nhẵn có màu xanh lục hoặc đôi khi có màu đỏ tía, có màu đỏ trên các nốt. Các phần dưới của cuống lá tạo thành bẹ bao quanh thân [3]. - Trong toàn bộ bề ngoài của cụm hoa và lá bắc giống như một cây hoa đơn độc, toàn cây vò có mùi tanh như cá, hoa nở vào mùa hè tháng 5 đến tháng 8. 1 Cây rau diếp cá 5 - Rau diếp cá nằm trong hệ thống phân loại thực vật như sau [4]: BẢNG 2.

1: PHÂN LOẠI RAU DIẾP CÁ Giới Họ Ngành Magnoliophyta Lớp Magnoliopsida Bộ Piperales Họ Saururaceae Chi Houttuynia Loài H.3 Phân bố: Diếp cá là cây ưa ẩm thấp và chịu bóng, có thể mọc hoang dại. Trên đất ẩm và tơi xốp nhiều mùn cây diếp cá phát triển rất xum xuê, xanh tốt. Cây chịu được hạn nhưng phát triển kém, năng suất thấp, lá già cứng, ưa thích nhiệt độ cao, từ 25 – 35℃. Diếp cá có thể trồng quanh năm, tốt nhất là đầu mùa mưa Rau diếp cá phân bố khắp châu Á.

Phổ biến ở các nước Ấn Độ, Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan, Việt Nam. Loại cây nổi tiếng với công dụng hỗ trợ khắc phục táo bón này chủ yếu sinh trưởng và phát triển ở nơi ẩm ướt, có nhiều bóng mát.4 Thành phần hóa học rau diếp cá: Trong 100g rau diếp cá [5]: BẢNG 2. 2 THÀNH PHẦN TRONG RAU DIẾP CÁ Thành phần hóa học rau diếp cá Hàm lượng/100g Nước 91.26 (mg) Vitamin C 68 (mg) Trong diếp cá có khoảng 0.0049% tinh dầu và một ít chất alcaloid gọi là cordalin. Thành phần chủ yếu của tinh dầu là metylnonylxeton CH3CO(CH2)8CH3 (có mùi rất khó chịu), chất myrcene C10H46, caprinic acid C9H19COOH và laurinaldehyde.

Hoa và quả chứa chất isoquercitrin và không chứa quercetin. Độ tro trung bình là 11.4%, tro không tan trong HCl là 2. Thành phần chủ yếu là andehyde và dẫn xuất nhóm ceton như methyl-n- nonyl ceton, 1-decanal, 1-dodecanal là những chất không có tác dụng kháng khuẩn, 3-oxododecanal là chất có tác dụng kháng khuẩn. Nhóm terpen bao gồm: camphen, myrcen, limonene, linalool [5].

Ngoài ra còn chứa acid caprinic, acid decanoic, acid palmetic, lipid và vitamin K. Lá diếp cá có chứa β-sitosterol, alkaloid: cordalin và các flavonoid: afzelin, hyperin, rutin, isoquercitrin và quercitrin [5].1 Các hợp chất flavonoid: Diếp cá có chứa thành phần flavonoid phong phú. Các flavonoid đáng chú ý kể đến như phloretin, afzelin, rutin, quercitrin, isoquercitrin. Trong đó quercitrin, isoquercitrin và phloretin được coi là những hợp chất có tác dụng chống ung thư, tác dụng ngăn chặn gốc tự do và được dùng để điều trị bệnh.

 Rutin: - Công thức phân tử: C27H30O16 - Được tìm thấy trong trái cây chua, cây có múi cam, bưởi, chanh,…) và quả mọng như dâu, nam việt quốc. - Công thức cấu tạo: 7 Hình 2. 2 Sơ đồ cấu tạo Rutin  Isoquercitrin: - Công thức phân tử: C21H20O12 - Là dạng tự nhiên của quercetin. Nó có thể được tìm thấy trong táo, hành củ, trái cây và rau quả khác.

- Công thức cấu tạo: Hình 2. 3 Sơ đố cấu tạo của isoquercitrin  Quercitrin: - Công thức phân tử: C21H20O11 - Là một Glycoside hình thành từ các flavonoid quercitin và các đường deoxy rhamnose. - Công thức cấu tạo: Hình 2. 4 Sơ đồ cấu tạo quercitrin 8  Quercetin: - Công thức cấu tạo: C15H10O7 - Công thức cấu tạo: Hình 2.

5 Sơ đồ cấu tạo quercetin 2.2 Tinh dầu: Rau diếp cá có chứa tinh dầu, đây là thành phần làm cho dược liệu có mùi đặc biệt. Thành phần chủ yếu của tinh dầu diếp cá là các nhóm aldehyde và các dẫn xuất ceton như methyl n-nonyl ceton (đây là chất làm cho diếp cá khi vò có mùi tanh), L-decanal, L-dodecanal. Nhóm terpen bao gồm các chất: α-pinen, camphen, myrcene, limonene, linalol, bornyl acetate, geraniol và caryophyllene. Ngoài ra, tinh dầu còn chứa acid caprinic, lauryl aldehyd, benzamid, acid hexadecanioc, acid decanoic, acid palmitic, acid linoleic, acid oleic, acid stearic, aldehyd capric, acid clorogenic, lipid và vitamin K [5].

Alcaloid: Từ diếp cá đã phân lập được β-sitosterol, một số alcaloid có hoạt tính sinh học được tìm thấy trong cây diếp cá là: aristolactam A, aristolactam B, piperolactam A, norcepharadion B, cepharadion A, cepharadion B, splendidin [5]. Hoạt tính sinh học rau diếp cá: 2.1 Tác dụng kháng virus: Theo Kyoko Hayashi và cộng sự diếp cá ức chế trực tiếp virus herpes chủng 1 (HSV-1), virus cúm, virus gây suy giảm miễn dịch mắc phải ở người loại 1 (HIV- 1) mà không biểu hiện độc tính, nhưng không chống lại poliovirus và coxsackie virus. Mức độ giảm virus liên quan đến thời gian xử lý bằng thuốc. Ba thành phần chính có tác dụng là: xeton methyl n-nonyl, aldehyde lauryl và aldehyde capryl [6].2 Tác dụng chống ung thư máu: Công trình nghiên cứu của Chang Jung-San và cộng sự, mục đích để đánh giá tác dụng chống ung thư máu của H.

Cordata và Bidens pilosa. Năm dòng tế bào ung thư máu, theo thứ tự là L1210, U937, K562, Raji và P3HR1 được nuôi cấy với chất chiết xuất của H. Cordata và Bidens pilosa. Kết quả cho thấy chiết xuất từ các dược liệu trên có tác dụng ngăn chặn 5 dòng tế bào này [7].3 Tác dụng chống oxy hóa: Diếp cá có tác dụng kháng bleomycin (chất gây ra sự xơ hóa phổi ở chuột).

Mặc dù dịch chiết nước diếp cá có tác dụng dọn sạch gốc tự do và tác dụng ức chế oxy hóa xanthin yếu hơn vitamin E nhưng hoạt tính ức chế sự peroxide hóa lipid tế bào gan ở chuột tương đương với vitamin E. Diếp cá có chứa các hợp chất flavonoid như phloretin-2’-0-β, Dglucopyranosid, quercetin-3-0-β, D- galactopyranosid có tác dụng đối với sự peroxy hóa lipid màng tế bào gan bằng cách hạn chế quá trình peroxy góp phần bảo vệ tế bào và duy trì sự hoạt động bình thường của tế bào [8].