Luận án Nghiên cứu chiết tách Polyphenol từ lá chè xanh và ứng dụng trong bảo quản thực phẩm - Giang Trung Khoa

K ) a b c d a c b d a b c d 59 (A) (B) Hình 3.2. Sắc ký đồ HPLC của hỗn hợp chất chuẩn (A) và dịch chiết giống chè Shan (B) Khi nghiên cứu về hàm lƣợng các catechin thành phần trong giống chè mới TTE12 Đài Loan, Chen và cộng sự [44] đã chỉ ra rằng, hàm lƣợng EGCG trong lá thứ 7 vào khoảng 10,5 mg/g lá khô (tƣơng ứng 1,05%) và vào khoảng 21 mg/g trong lá 2, 29,4 mg/g trong bộ phận tôm non. Nhƣ vậy, hàm lƣợng EGCG trong các giống chè chính ở nƣớc ta cao hơn rất nhiều so với nguyên liệu giống TTE12, thậm chí cả với lá chè già. Tuy nhiên, nó chỉ tƣơng đƣơng với mẫu chè xanh thƣơng mại đƣợc tiêu thụ tại Mỹ. Cụ thể, theo nghiên cứu của Fernandez và cộng sự [56], hàm lƣợng EGCG AG EGC C Caffeine EGCG ECG AG EGC C Caffeine EGCG ECG EC EC 60 trong 13 mẫu chè xanh thƣơng mại (có nguồn gốc ở Trung Quốc, Nhật bản) đƣợc tiêu thụ tại Mỹ có hàm lƣợng này dao động từ 5,7% CK đến 10,2% CK. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, EGCG là thành phần quan trọng nhất của catechin chè, Nó không chỉ chiếm hàm lƣợng cao trong nƣớc chè pha mà hoạt tính kháng oxi hóa, kháng khuẩn của nó cũng cao hơn so với các catechin khác [68], [82], [131]. Điều này cho thấy, tiềm năng sinh học của chè Việt Nam có thể hoàn toàn so sánh đƣợc với các giống chè khác trên thế giới. EGC: Cùng với ECG, EGC là loại catechin có hàm lƣợng lớn đứng thứ 2, chỉ sau EGCG trong cả 3 giống chè nghiên cứu. Hàm lƣợng này thay đổi theo giống và độ non già của lá chè. Trong 3 giống chè khảo sát, EGC có hàm lƣợng lớn nhất trong giống Shan (dao động từ 4,17% CK đến 5,43% CK tùy loại nguyên liệu), sau đó đến giống Trung du (từ 2,23% CK đến 3,08% CK) và thấp nhất là giống PH1 (từ 1,56% CK đến 2,9% CK). Về ảnh hƣởng của nguyên liệu (độ non già của lá) chúng tôi nhận thấy, dƣờng nhƣ sự tổng hợp EGC trong các lá già cao hơn so với lá non trong trƣờng hợp của giống Trung du và PH1, Đây cũng là quy luật đƣợc nêu ra trong nghiên cứu của Chen và cộng sự [44]. Ngƣợc lại, với giống Shan, hàm lƣợng này có giá trị lớn nhất trong nguyên liệu loại B - có 15% phần già, bánh tẻ và đạt thấp nhất trong các lá chè già (lá 5, 6, 7). ECG: Trong các catechin chè, ECG cũng đƣợc cho là có hàm lƣợng và hoạt tính cao chỉ sau EGCG [44], [68]. Kết quả phân tích chỉ ra rằng, chè Shan vẫn có hàm lƣợng này cao nhất trong 3 giống chè nghiên cứu (dao động từ 1,06% CK đến 4,33% CK), tiếp theo là giống PH1 (từ 0,8% CK đến 3,02% CK), và thấp nhất là giống Trung du (từ 1,22% CK đến 2,62% CK). Liên quan đến loại nguyên liệu chúng tôi nhận thấy, catechin này có cùng quy luật với EGCG, tức nguyên liệu càng non thì hàm lƣợng của chúng càng cao. Điều này cũng phù hợp với nghiên cứu của Chen và cộng sự [44]. Xét về hàm lƣợng, kết quả của chúng tôi cũng phù hợp với nghiên cứu của Fernandez và cộng sự [56]. Các tác giả chỉ ra rằng, hàm lƣợng ECG trong chè xanh thƣơng mại đƣợc tiêu thụ tại Mỹ dao động từ 0,8% CK đến 3,6% CK, tùy loại và nguồn gốc xuất xứ của chè. EC và C: Epicatechin (EC) và catechin (C) là 2 thành phần có hàm lƣợng 61 thấp nhất trong các catechin khảo sát. Về EC, hàm lƣợng này cao nhất trong giống Shan (từ 1,73-3,01% CK), sau đó đến giống PH1 (từ 1,0 - 1,09% CK) và thấp nhất là giống Trung du (từ 0,72 – 0,92% CK). Dƣờng nhƣ, trong trƣờng hợp của giống Trung du và PH1 sự khác biệt về hàm lƣợng catechin này trong các loại nguyên liệu là không rõ ràng, trong khi hàm lƣợng này đạt giá trị cao hơn hẳn trong nguyên liệu loại B, C và thấp nhất trong các lá già của giống chè Shan. Nghiên cứu của Fernandez và cộng sự [56] cũng cho kết quả hàm lƣợng EC dao động từ 0,7% CK đến 1,2% CK trong 13 mẫu chè xanh đến từ Trung Quốc và Nhật Bản. Về Catechin (C), thành phần này chiếm tỷ lệ rất thấp trong cả 3 giống chè nghiên cứu, cao nhất là giống PH1 (từ 0,15% CK đến 2,24% CK), thấp nhất là giống chè Shan (từ 0,07% CK đến 0,89% CK). Trong cả 3 giống chè, nhìn chung nguyên liệu non có hàm lƣợng C cao hơn nguyên liệu già. Kêt quả của chúng tôi có phần cao hơn mẫu chè xanh đƣợc phân tích bởi Fernandez và cộng sự [56] (dao động từ 0,08-0,56% CK) cũng nhƣ kết quả của Chen và cộng sự [44] (dao động từ 0,03% CK đến 0,07% CK tùy theo độ non già của lá chè). Điều này có thể là do các loại chè, loại nguyên liệu và giống chè là khác nhau trong các nghiên cứu. AG: Gallic acid đã đƣợc chỉ ra có hoạt tính kháng oxi hóa khá mạnh và cũng góp phần trong hoạt tính sinh học chung của nƣớc chè pha. Khảo sát thành phần này trong 3 giống chè nghiên cứu chúng tôi nhận thấy, hàm lƣợng này khá cao trong giống PH1 và Trung du (dao động từ 0,15 - 2,24% CK và từ 0,14 - 2,0% CK tƣơng ứng), trong khi đó nó chỉ có 0,07 – 0,89% CK trong giống chè Shan. Kết quả này cho thấy, hàm lƣợng gallic acid của cả 3 giống chè Việt Nam cao hơn rất nhiều so với các mẫu chè xanh thƣơng mại đƣợc phân tích bởi Fernandez và cộng sự [56], các tác giả cho biết hàm lƣợng gallic acid chỉ dao động trong khoảng từ 0,004 – 0,16% CK. Catechin tổng số: Theo ISO 14502-2-2005, hàm lƣợng catechin tổng số đƣợc tính bằng tổng 5 loại catechin là: EGCG, ECG, EGC, EC và C. Kết quả phân tích của chúng tôi chỉ ra rằng, trong 3 giống chè nghiên cứu, giống Shan có hàm lƣợng này cao nhất, sau đó đến Trung du và thấp nhất là PH1. Mặt khác, hàm lƣợng này thay đổi khá lớn tùy theo độ non già của nguyên liệu. Cụ thể trong búp non 1 tôm 2 lá, catechin tổng số của Shan, Trung du và PH1 đạt tƣơng ứng là 21,54% CK, 15,91% 62 CK và 14,95% CK, trong khi với nguyên liệu loại C nó chỉ còn 16,64% CK, 13,93% CK và 10,69% CK tƣơng ứng. Xét về tổng lƣợng catechin của các giống chè nghiên cứu, kết quả của chúng tôi khá phù hợp với nghiên cứu của Astill và cộng sự [29]. Các tác giả cho biết, hàm lƣợng catechin tổng số trong 95 mẫu chè xanh thu thập (chè xanh là loại chè không lên men có hàm lƣợng catechin tổng số gần nhƣ tƣơng tự chè tƣơi) dao động từ 7,1% CK đến 20,8% CK và đạt giá trị trung bình là 13,3% CK. 3.1.3. Quan hệ giữa polyphenol tổng số và catechin tổng số trong một số giống chè chính ở Việt Nam Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, hàm lƣợng polyphenol và catechin tổng số có mối quan hệ với nhau và với hoạt tính kháng oxi hóa, kháng khuẩn của dịch chiết chè, Chúng tôi đã phân tích mối quan hệ giữa hai thành phần này trong 3 giống chè nghiên cứu, kết quả đƣợc trình bày trong hình 3.3. Hình 3.3. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng catechin và polyphenol tổng số trong giống chè Shan, Trung du và PH1 Chúng tôi nhận thấy rằng, tồn tại mối tƣơng quan thuận giữa hàm lƣợng catechin tổng số và polyphenol tổng số trong cả 3 giống chè nghiên cứu, mối tƣơng quan này rất chặt chẽ với hệ số R2 đạt 0,900 với giống PH1, 0,919 với giống Trung du và 0,930 với giống chè Shan. Theo Vũ Thị Thƣ và cộng sự [18], Astill và cộng sự [29], trong nƣớc pha, catechin là thành phần chính của polyphenol chè (chiếm 70-80% tổng lƣợng polyphenol) và chịu trách nhiệm chính cho hoạt tính sinh học của nƣớc chè. Từ các kết quả thu đƣợc chúng tôi nhận thấy, đối với giống Shan, hàm lƣợng catechin chiếm tỷ lệ rất lớn trong thành phần polyphenol chè, từ 72,6% đến 94,0% tùy y = 0.5765x + 3.7403 R² = 0.9193 y = 0.5228x + 0.2186 R² = 0.9001 y = 0.9534x - 2.1677 R² = 0.9304 7 11 15 19 23 27 12 14 16 18 20 22 24 26 28 C a te ch in t ổ n g s ố ( % C K ) Polyphenol tổng số (% CK) Linear (Trung du) Linear (PH1) Linear (Shan) 63 nguyên liệu, và từ 73,2% đến 85,7% đối với giống Trung du trong khi nó chỉ đạt 48,0% đến 56,2% trong trƣờng hợp của giống PH1. Điều này gợi ý rằng, trong thành phần polyphenol của giống PH1, ngoài 5 catechin (EGCG, ECG, EGC, EC, C) thuộc nhóm flavanol có thể còn có một hàm lƣợng đáng kể các polyphenol khác. Để thấy rõ hơn vấn đề này, chúng tôi đã phân tích thêm một số hoạt chất thuộc nhóm flavonol quan trọng trong chè PH1. Kết quả phân tích cho thấy, chỉ có 02 thành phần là quercetin và keampferol có hàm lƣợng đáng kể, lần lƣợt là 0,57% và 0,14% so với trọng lƣợng khô trong búp chè 1 tôm 2 lá (phụ lục 3). Theo kết quả nghiên cứu của Ngô Hữu Hợp [4], hàm lƣợng flavonol tổng số trong lá chè thƣờng dao động trong khoảng từ 0,4 – 1,5% CK. Nhƣ vậy, hàm lƣợng các thành phần này trong chè PH1 cũng chỉ vào loại khá. Do đó, cần có các nghiên cứu tiếp theo về giống chè này, đặc biệt về các acid carbocylic, anthocyanin và leucoanthocyanin. 3.1.4. Hoạt tính kháng oxi hóa của một số giống chè chính ở Việt Nam Kháng oxi hóa là một trong các đặc tính sinh học quan trọng nhất của polyphenol/dịch chiết chè. Khả năng này cũng gắn liền với tiềm năng ích lợi của polyphenol chè với sức khỏe con ngƣời nhƣ chống lão hóa, phòng ngừa ung thƣ, tốt cho tim mạch... [18], [87]. Bên cạnh đó, cũng nhờ đặc tính này cùng với khả năng kháng khuẩn mà chất chiết chè có tiềm năng trong bảo quản nông sản, thực phẩm [71], [85], [88], [121]. Chúng tôi đã tiến hành đánh giá khả năng kháng oxi hóa của dịch chiết chè bằng dung môi methanol 70% qua khả năng (%) quét gốc tự do DPPH, bên cạnh đó khả năng quét của chè với ascorbic acid ở cùng nồng độ 20 µg/ml cũng đƣợc so sánh thông qua chỉ số AEAC (khả năng quét tƣơng đƣơng ascorbic acid ở cùng nồng độ). Kết quả đƣợc trình bày trong bảng 3.3. Chúng tôi nhận thấy rằng, khả năng quét gốc tự do DPPH là rất cao đối với cả 3 giống chè nghiên cứu, ngay cả khi dịch chiết chè ở tỷ lệ chiết rất thấp (20 µg chè/ml methanol 70%). Tuy nhiên khả năng này thay đổi nhiều theo giống chè và độ non già của nguyên liệu. Thực vậy, trong 3 giống chè nghiên cứu, giống Trung du có hoạt tính này thấp nhất, khả năng quét gốc DPPH của nó chỉ dao động từ 27,4% (lá già) đến 46,8% (búp 1 tôm 2 lá) trong khi các giá trị này dao động từ 47,6% đến 60,9% đối với giống PH1 và từ 42,7% đến 61,1% đối với giống chè Shan. Mặt khác, ngoại trừ với nguyên liệu búp một tôm 2 lá, hoạt tính kháng oxi 64 hóa của các loại nguyên liệu khác trong giống PH1 có phần nhỉnh hơn giống Shan nhƣng sự khác biệt là không đáng kể. Điều này có thể liên quan chính đến hàm lƣợng polyphenol/catechin tổng số trong nguyên liệu các giống chè, giống có hàm lƣợng các hợp chất này càng cao thì hoạt tính chống oxi hóa càng lớn (hình 3.4). Cụ thể, trong khi hàm lƣợng polyphenol tổng số của chè Shan dao động từ 13,3% CK đến 26,1% CK tùy loại nguyên liệu và từ 14,6% CK đến 26,6% CK trong chè PH1 thì với giống Trung du nó chỉ đạt 13,2% CK trong lá già và 21,7% CK trong búp 1 tôm 2 lá (bảng 3.1). Cùng nghiên cứu vấn đề này, Anesini và cộng sự [26] cũng chỉ ra rằng, tồn tại mối tƣơng quan chặt giữa hoạt tính kháng oxi hóa và hàm lƣợng polyphenol tổng số của dịch chiết chè, với hệ số tƣơng quan R2 = 0,9141. Bảng 3.3. Hoạt tính kháng oxi hóa của nguyên liệu các giống chè nghiên cứu Loại NL Hoạt tính kháng OXH Giống chè Trung du Shan PH1 1 tôm 2 lá (A) % quét DPPH 46,8±0,8 aB 61,1±1,5 aA 60,9±0,4 aA AEAC (%) 186,9 243,9 242,9 B % quét DPPH 43,3±0,8 bC 52,9±0,6 bB 56,7±0,6 bA % so với A 92,5 86,6 93,1 AEAC (%) 172,9 211,1 226,1 C % quét DPPH 40,9±0,8 cC 49,8±0,2 cB 53,4±0,8 cA % so với A 87,4 81,5 87,7 AEAC (%) 163,5 198,8 213,3 Lá già % quét DPPH 27,4±0,8 dC 42,7±1,2 dB 47,6±0,6 dA % so với A 58,5 69,9 78,2 AEAC (%) 109,3 170,5 189,7 - % quét DPPH của ascorbic acid ở nồng độ 20 µg/mL là 25,1±0,4%; AEAC: khả năng quét tương đương acid ascorbic của chè ở cùng nồng độ; % so với A: hoạt tính kháng oxi hóa của nguyên liệu so với búp 1 tôm 2 lá. - Dữ liệu được thể hiện là trung bình ± SD của 3 lần phân tích. Số liệu trong cùng một cột có chữ ở mũ khác nhau (a, b, c, d) là khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa 5%. Số liệu trong cùng một hàng có chữ ở mũ khác nhau (A, B, C) là khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa 5%. 65 Hình 3.4. Tƣơng quan giữa hàm lƣợng polyphenol tổng số và catechin tổng số với hoạt tính kháng oxi hóa của các giống chè nghiên cứu Về ảnh hƣởng của loại nguyên liệu, chúng tôi nhận thấy, nguyên liệu càng non thì hoạt tính chống oxi hóa càng cao. Cụ thể, với cả 3 giống chè nghiên cứu, hoạt tính này đƣợc xắp xếp theo thứ tự giảm dần: búp 1 tôm 2 lá > loại B > loại C > lá già. Điều này có thể liên quan đến việc nguyên liệu già luôn có hàm lƣợng polyphenol và catechin thấp hơn nguyên liệu non. Tuy nhiên cũng cần chỉ ra rằng, hoạt tính này của nguyên liệu loại B, C giảm so với búp non 1 tôm 2 lá không đáng kể. Cụ thể, khả năng quét DPPH của nguyên liệu B vẫn đạt từ 86,6% đến 93,1% so với búp 1 tôm 2 lá tùy theo giống, và từ 81,5% đến 87,7% đối với nguyên liệu loại C. Ngoài ra, các lá già cũng thể hiện tiềm năng khai thác các hợp chất polyphenol trong chè khi hoạt tính chống oxi hóa của nó vẫn đạt trên 58,5% so với búp thu hái tinh – 1 tôm 2 lá. Khi so sánh khả năng này với chất đối chứng chúng tôi nhận thấy, hoạt tính chống oxi hóa của chè cao hơn rất nhiều so với ascorbic acid, thậm chí ngay cả với các lá chè già. Cụ thể, khi so sánh dịch chiết chè ở tỷ lệ chiết 20 µg/ml với ascorbic acid ở nồng độ tƣơng ứng, hoạt tính này của lá già giống Trung du bằng 109% so với hoạt tính của ascorbic acid và lên tới 186% trong búp 1 tôm 2 lá, các giá trị tƣơng ứng này với chè Shan là 170% và 243% còn chè PH1 là 189% và 242%. Kết quả của chúng tôi khá phù hợp với kết quả của Nanjo và cộng sự [92]. Các tác giả chỉ ra rằng, tùy loại catechin, hoạt tính quét gốc tự do DPPH của nó cao gấp 6 đến 16,4 lần α – tocopherol và từ 4,3 đến 11,8 lần vitamin C. Trong khi catechin là thành phần chính đóng góp vào hoạt tính sinh học của dịch chiết lá chè. y = 3.9072x - 14.31 R² = 0.9885 y = 1.3924x + 28.236 R² = 0.8991 y = 1.9223x + 33.095 R² = 0.8965 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5 10 15 20 25 % q u ét D P P H Hàm lƣợng catechin tổng số (%CK) Trung du Shan PH1 y = 2.1887x + 1.4199 R² = 0.8579 y = 1.4394x + 22.992 R² = 0.9834 y = 1.1185x + 31.129 R² = 0.9996 25 30 35 40 45 50 55 60 65 10 15 20 25 30 % q u ét D P P H Hàm lƣợng polyphenol tổng số (%CK) Trung du Shan PH1 66 3.1.5. Hoạt tính kháng khuẩn của một số giống chè chính ở Việt Nam Kháng khuẩn cũng là một trong các đặc tính sinh học quan trọng của polyphenol/nƣớc chiết chè, Chúng tôi đã thử nghiệm khả năng này bằng phƣơng pháp khuếch tán đĩa thạch với 2 chủng gram (+) (Staphylococcus aureus, Bacillus cereus) và 2 chủng gram (-) (Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas aeruginosa), Đây là các vi khuẩn thƣờng hay gây ngộ độc và/hoặc gây hƣ hỏng thực phẩm. Kết quả đƣợc trình bày qua bảng 3.4. Chúng tôi nhận thấy rằng, cả 3 giống chè nghiên cứu đều có khả năng kháng mạnh các chủng vi khuẩn thử nghiệm. Kết quả này phù hợp với công bố của Mendel [87]. Tuy nhiên, mức độ kháng phụ thuộc vào giống chè, chủng vi khuẩn và đặc biệt là độ non già của nguyên liệu. Về ảnh hƣởng của giống chè chúng tôi nhận thấy, trong 3 giống chè nghiên cứu, giống Trung du có hoạt tính kém nhất với cả 4 chủng vi khuẩn thử nghiệm, trong khi sự khác biệt này giữa giống Shan và PH1 là không đáng kể. Thực vậy, chẳng hạn trong trƣờng hợp của Staphylococcus aureus, trong khi đƣờng kính vòng vô khuẩn của nguyên liệu 1 tôm 2 lá giống PH1 là 17,3 mm và đạt 17,1 mm đối với giống Shan thì giá trị này chỉ là 15,4 mm đối với chè Trung du. Sự kém hoạt tính của giống Trung du có khả năng liên quan đến hàm lƣợng polyphenol và catechin thấp, trong khi các chỉ số này của giống Shan là rất cao. Riêng với PH1, nhƣ đã trình bày trong phần chống oxi hóa, giống này có đặc điểm polyphenol cao (tƣơng đƣơng Shan) trong khi hàm lƣợng catechin lại thấp, do vậy cũng cần có những nghiên cứu tiếp theo về vấn đề này với chè PH1. Liên quan đến ảnh hƣởng của loại nguyên liệu, một xu hƣớng rõ nét đƣợc nhận thấy, trong cùng giống, nguyên liệu càng non thì khả năng kháng khuẩn càng cao. Điều này có thể do hàm lƣợng polyphenol và catechin trong nguyên liệu non cao hơn so với nguyên liệu già và đã đƣợc thể hiện qua hoạt tính kháng khuẩn của nó. Tuy nhiên chúng tôi cũng nhận thấy, nhìn chung sự khác biệt về hoạt tính này giữa nguyên liệu loại B và C so với búp thu hái tinh (1 tôm 2 lá) là không lớn. Cụ thể, tùy chủng vi khuẩn với nguyên liệu loại B, hoạt tính này trong giống PH1 vẫn vào khoảng 85% đến 90,2% so với búp 1 tôm 2 lá, vào khoảng 84,8% đến 94,3% đối với giống Shan và vào 86,5% đến 87,5% đối với giống Trung du. Các giá trị này ở nguyên liệu loại C đạt từ 77,3% đến 82,0% đối với Trung du, 76,0% đến 85,0% 67 đối với Shan và từ 75,7% đến 83,0% đối với chè PH1. Mặt khác, các lá chè già cũng thể hiện hoạt tính kháng khuẩn khá tốt, nhìn chung tùy từng giống chè và chủng vi khuẩn nó vẫn đạt từ 62% đến 68% so với búp 1 tôm 2 lá. Bảng 3.4. Khả năng kháng khuẩn của nguyên liệu các giống chè nghiên cứu Giống Loại NL ĐK vòng vô khuẩn Loại vi khuẩn P. aeruginosa P. fluorescens B. cereus S. aureus Trung du ATD D (mm) 12,8±0,4 aC 13,3±0,2 aC 16,3±0,4 aA 15,4±0,4 aB B D (mm) 11,2±0,3 bC 11,6±0,2 bC 14,1±0,4 bA 13,4±0,2 bB % ATD 87,5 87,2 86,5 87,0 C D (mm) 10,1±0,1 cD 10,9±0,2 cC 12,8±0,2 cA 11,9±0,4 cB % ATD 78,9 82,0 78,5 77,3 Lá già D (mm) 8,7±0,2 dC 9,0±0,2 dC 11,1±0,1 dA 9,9±0,3 dB % ATD 68,0 67,7 68,1 64,3 Shan ASh D (mm) 14,0±0,2 aD 14,8±0,3 aC 17,8±0,3 aA 17,1±0,3 aB B D (mm) 13,2±0,2 bD 13,7±0,2 bC 15,2±0,4 bA 14,5±0,1 bB % ASh 94,3 92,6 85,4 84,8 C D (mm) 11,9±0,1 cD 12,5±0,1 cC 13,9±0,4 cA 13,0±0,3 cB % ASh 85,0 84,5 78,1 76,0 Lá già D (mm) 9,2±0,1 dD 9,9±0,3 dC 11,9±0,2 dA 10,9±0,1 dB % ASh 65,7 66,9 66,9 63,7 PH1 APH D (mm) 15,3±0,3 aC 15,8±0,1 aC 18,3±0,4 aA 17,3±0,3 aB B D (mm) 13,8±0,3 bC 14,4±0,3 bBC 16,1±0,4 bA 14,7±0,4 dB % APH 90,2 91,1 88,0 85,0 C D (mm) 12,7±0,1 cC 13,0±0,1 cB 14,3±0,3 cA 13,1±0,1 cB % APH 83,0 82,3 78,1 75,7 Lá già D (mm) 9,5±0,1 dC 9,8±0,1 dC 12,4±0,4 dA 11,4±0,4 dB % APH 62,1 62,0 67,8 65,9 - Dữ liệu được thể hiện là trung bình ± SD của 3 lần phân tích. Số liệu trong cùng một cột của cùng giống có chữ ở mũ khác nhau (a, b, c, d) là khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa 5%. Số liệu trong cùng một hàng có chữ ở mũ khác nhau (A,B,C,D) là khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa 5%. - D: đường kính vòng vô khuẩn ; ATD, ASh, APH: nguyên liệu 1 tôm 2 lá của các giống Trung du, Shan, PH1 tương ứng ; % ATD, % ASh, % APH: % hoạt tính kháng khuẩn của nguyên liệu so với búp non 1 tôm 2 lá của các giống Trung du, Shan, PH1 tương ứng. 68 3.1.6. Một số kết luận trong nghiên cứu về nguyên liệu các giống chè Từ các kết quả thu đƣợc chúng tôi sơ bộ rút ra một số kết luận: a) Trong 3 giống chè chính đang trồng ở Việt Nam, giống trung du có hàm lƣợng polyphenol tổng số thấp nhất (dao động từ 13,2% CK đến 21,7% CK, tùy loại nguyên liệu), sự khác biệt về hàm lƣợng này giữa giống Shan và PH1 là không đáng kể (dao động từ 13,3% CK đến 26,1% CK đối với Shan và từ 14,6% CK đến 26,6% CK đối với chè PH1). b) Giống chè Shan có hàm lƣợng catechin tổng số cao nhất, chiếm từ 72,6% đến 94,0% tổng lƣợng polyphenol tùy loại nguyên liệu, trong khi tỷ lệ này chỉ đạt từ 73,2% đến 85,7% đối với giống Trung du và từ 48,0% đến 56,2% trong trƣờng hợp của giống PH1. Điều này gợi ý rằng, trong thành phần polyphenol của giống PH1, ngoài 5 catechin (EGCG, ECG, EGC, EC, C) có thể còn có một hàm lƣợng rất đáng kể các hợp chất phenolic khác và vấn đề này cần đƣợc nghiên cứu tiếp theo. c) EGCG, EGC, ECG là các catechin chính trong thành phần catechin các giống chè nghiên cứu, Nguyên liệu càng non thì hàm lƣợng EGCG và ECG càng cao nhƣng xu hƣớng này là ngƣợc lại với thành phần EGC. d) Hoạt tính quét gốc DPPH của dịch chiết chè cao hơn nhiều so với ascorbic acid, thậm chí ngay cả với lá chè già. Trong 3 giống khảo sát, Trung du có hoạt tính này thấp nhất, sự khác biệt về hoạt tính này giữa giống Shan và PH1 là không đáng kể. Tùy theo giống, khả năng kháng oxi hóa của nguyên liệu loại B vẫn đạt từ 86,6% đến 93,1% so với nguyên liệu thu hái tinh (1 tôm 2 lá) và từ 81,5% đến 87,7% đối với nguyên liệu loại C. e) Dịch chiết của cả 3 giống chè nghiên cứu đều thể hiện hoạt tính kháng khuẩn mạnh, khả năng kháng vi khuẩn gram (+) tốt hơn gram (-). Hoạt tính này của giống PH1 khác biệt không đáng kể so với Shan và lớn hơn so với giống Trung du. Nhìn chung, khả năng kháng khuẩn của nguyên liệu loại B, C giảm không nhiều so với nguyên liệu 1 tôm 2 lá. f) Nguyên liệu phù hợp cho chiết tách polyphenol chè là nguyên liệu loại B và C của cả giống chè Shan và PH1. Việc sử dụng các loại nguyên liệu này cho phép vừa đảm bảo hiệu quả kinh tế (sản lƣợng nguyên liệu/đơn vị diện tích lớn, giá thành nguyên liệu rẻ), vừa đảm bảo nguyên liệu vẫn có hàm lƣợng polyphenol, 69 catechin cũng nhƣ hoạt tính kháng oxi hóa, kháng khuẩn cao khi so sánh với nguyên liệu thu hái tinh – 1 tôm 2 lá. g) Các lá già bị bỏ đi trong công nghiệp chế biến cũng thể hiện tiềm năng cho việc chiết tách polyphenol. Tùy giống, hoạt tính kháng oxi hóa của nó vẫn đạt từ 58,5% đến 78,2% so với búp 1 tôm 2 lá, và các giá trị này với khả năng kháng khuẩn là từ 62% đến 68% tùy giống và chủng vi khuẩn thử nghiệm. 3.2. NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT POLYPHENOL TỪ LÁ CHÈ Nhƣ đã trình bày trong phần phƣơng pháp nghiên cứu, nội dung này chúng tôi tiến hành làm 2 phần: khảo sát ảnh hƣởng đơn yếu tố thí nghiệm đến hiệu suất thu hồi polyphenol tổng số và tối ƣu hóa các thông số công nghệ chính trong quá trình trích ly, Nguyên liệu sử dụng cho nội dung này là nguyên liệu chất lƣợng loại B (có 15% phần già, bánh tẻ) của giống chè Shan đƣợc thu hái tại đồi chè thực nghiệm Phú Hộ - Phú Thọ và có thành phần phenolic nhƣ sau: Bảng 3.5. Thành phần phenolic của nguyên liệu loại B – giống chè Shan Thành phần Hàm lƣợng (%CK) Polyphenol tổng số 20,70 ± 0,2 Catechin tổng số 19,42 ± 0,65 EGCG 7,11 ± 0,27 EGC 5,43 ± 0,20 ECG 3,73 ± 0,15 EC 2,94 ± 0,09 C 0,2 ± 0,01 3.2.1. Khảo sát ảnh hƣởng của các yếu tố công nghệ đến hiệu suất thu hồi polyphenol 3.2.1.1. Ảnh hưởng của độ ẩm nguyên liệu đến hiệu suất trích ly Độ ẩm của nguyên liệu là một trong các yếu tố có ảnh hƣởng đến hiệu suất trích ly các hợp chất từ thực vật. Ảnh hƣởng của nó thƣờng thể hiện qua sự liên kết giữa nƣớc với protein và các thành phần háo nƣớc khác của vật liệu, từ đó ảnh hƣởng đến sự dịch chuyển của dung môi thấm sâu vào trong vật liệu, làm chậm quá trình khuếch tán và ảnh 70 hƣởng đến hiệu suất trích ly [21]. Trong thí nghiệm này, chúng tôi đã thử nghiệm các mẫu chè có độ ẩm từ 5% đến 11%, các yếu tố thí nghiệm khác đƣợc cố định là: trích ly 1 lần, kích thƣớc nguyên liệu 1 -1,5 mm, dung môi ethanol, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10, nhiệt độ trích ly 350C, thời gian trích ly 1,5 giờ, tốc độ lắc 200 vòng/phút. Bảng 3.6. Ảnh hƣởng của độ ẩm nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi polyphenol Độ ẩm (%) Chỉ tiêu theo dõi PPT (%CK) Hiệu suất TL (%) 5 13,67 66,03 a 7 12,65 61,09 b 9 11,96 57,77 c 11 11,58 55,92 d Số liệu trong cùng một cột có chữ ở mũ khác nhau (a, b, c, d) là khác nhau có ý nghĩa ở mức ý nghĩa 5% ; PPT: polyphenol tổng số Chúng tôi nhận thấy rằng, trong khoảng độ ẩm nghiên cứu, nguyên liệu có độ ẩm càng cao thì hiệu suất thu hồi polyphenol càng thấp (α =0,05). Cụ thể, khi nguyên liệu có độ ẩm 7%, hiệu suất trích ly polyphenol đạt 61,09% so với hàm lƣợng trong nguyên liệu. Trong khi đó, ở độ ẩm 11%, hiệu suất này chỉ còn 55,92%. Điều này có thể là do, ở độ ẩm cao, sự thẩm thấu dung môi vào trong vật liệu giảm, điều này ảnh hƣởng đến độ phân cực của hệ dung môi – nƣớc trong vật liệu, từ đó ảnh hƣởng đến độ hòa tan các hợp chất phenol. Mặt khác trong các độ ẩm khảo sát, hiệu suất trích ly đạt cao nhất ở độ ẩm 5%. Đây cũng là độ ẩm an toàn cho quá trình bảo quản chè nguyên liệu [17], và chúng tôi đã lựa chọn kết quả này cho các nghiên cứu tiếp theo. 3.2.1.2. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hiệu suất trích ly Cùng với độ ẩm của nguyên liệu, kích thƣớc vật liệu cũng là yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình. Nghiên cứu vấn đề này chúng tôi thu đƣợc kết quả trong bảng 3.7. Chúng tôi nhận thấy rằng, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê về hiệu suất trích ly polyphenol trong các khoảng kích thƣớc nguyên liệu từ 0,25 mm đến 1 mm. Tuy nhiên, hiệu suất này đã giảm đi đáng kể khi nguyên liệu có kích thƣớc từ 1 – 1,5 mm. Cụ thể, với kích thƣớc của vật liệu < 1 mm, hiệu suất trích ly polyphenol 71 đạt trong khoảng từ 67,85 – 68,74%, trong khi nó chỉ còn 65,50% khi nguyên liệu có kích thƣớc từ 1-1,5 mm. Điều này có thể là do, ở kích thƣớc lớn đã làm giảm diện tích tiếp xúc bề mặt giữa vật liệu và dung môi, từ đó làm giảm hiệu suất trích ly [21]. Từ kế