Luận văn Khảo sát hiệu quả trích ly Catechin trong trà tươi bằng Ethanol

giai đoạn lên men, các hợp chất phenol đều bị oxy hóa và chuyển thành các octoquinone tương ứng. Trong trường hợp này, nếu trong hệ thống phản ứng có mặt các acid amin, các octoquinone sẽ thực hiện phản ứng cộng với các acid amin đó. Sau đó, các sản phẩm của phản ứng cộng một lần nữa lại bị oxy hóa thành các octoquinone tương ứng. Chính dạng octoquinone này tiếp tục tác dụng với những acid amin còn lại để tiến hành các quá trình deamin hóa, khử CO2 và giải phóng ra các aldehyde bay hơi có mùi thơm tương ứng.  Phản ứng ngăn cản sự tạo màu từ hợp chất phenol Khi các hợp chất phenol thực vật bị oxy hóa thành các octoquinone, các sản phẩm oxy hóa trung gian này rất hoạt động và luôn có xu hướng thực hiện quá trình tự ngưng tụ với nhau để tạo thành các chất màu tương ứng. Hiện tượng này có phổ biến trong quá trình chế biến các nguyên liệu có nguồn gốc thực vật và cả trong quá trình bảo quản các sản phẩm thực phẩm có chứa các hợp chất phenol. Đây là nguyên nhân làm mất màu tự nhiên của các loại nước ép quả, rau khô và làm tối màu nước pha của các loại trà bảo quản lâu ở nơi không thuận lợi. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 11 Tuy nhiên, sau khi các hợp chất phenol bị oxy hóa, nếu trong hệ thống phản ứng có mặt những chất khử mạnh như glucose, acid ascorbic (vitamin C), thì các octoquinone sẽ oxy hóa chúng còn bản thân sẽ trở lại trạng thái ban đầu, không còn khả năng ngưng tụ thành các chất màu nữa.  Phản ứng tạo màu của các hợp chất phenol thực vật Ngoài các phản ứng tạo màu với các kim loại nặng, với acid amin, protein và đường, các hợp chất phenol thực vật còn có vai trò rất lớn trong sự tạo thành các chất màu đặc trưng cho từng loại sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc thực vật bằng con đường tự oxy hóa ngưng tụ dưới tác dụng của các enzyme oxy hóa. Trong nguyên liệu thực vật tươi chứa các enzyme oxy hóa khác nhau, và chúng tạo ra sự chuyển hóa các hợp chất phenol cũng khác nhau. Các enzyme thường được chú ý đến như: catalase, peroxidase và polyphenol oxidase. - Catalase thường có mặt trong nguyên liệu thực vật ở cả hai trạng thái tự do và liên kết, cả hai dạng đều rất hoạt động khi tiếp xúc với tác chất. Tuy nhiên, catalase không trực tiếp tham gia vào sự oxy hóa các hợp chất phenol, chúng có khả năng phân giải mạnh H2O2 trong các tế bào thực vật để giải phóng oxy góp phần thúc đẩy sự oxy hóa các hợp chất phenol dưới tác dụng của enzyme peroxidase và polyphenol oxidase. - Polyphenol oxidase xúc tác cho sự oxy hóa ngưng tụ các hợp chất phenol với sự tham gia của oxy phân tử từ không khí. Trong thực vật, polyphenol oxidase tồn tại ở cả hai dạng tự do và liên kết rất hoạt động trong đó chủ yếu ở dạng liên kết. Do đó, muốn phát huy tác dụng của nó phải phá vỡ tế bào thực vật để enzyme này tiếp xúc tốt với tác chất, đồng thời để oxy của không khí xâm nhập sâu vào trong dịch chiết tế bào. Polyphenol oxidase có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong quá trình lên men trà đen để tạo ra màu sắc đặc trưng cho sản phẩm. Trong lá trà tươi, enzyme này hầu như tồn tại ở dạng liên kết: trong lá trà non chiếm trên 80%, trong trà già 100%. - Peroxidase xúc tác cho sự oxy hóa ngưng tụ các hợp chất phenol thực vật nhưng không sử dụng trực tiếp oxy phân tử của không khí mà phải dựa vào sự phân giải H2O2 để sử dụng oxy nguyên tử. Enzyme này cũng tồn tại ở cả hai trạng thái trong tế bào thực vật, ví dụ ở lá trà non, trạng thái tự do của nó chiếm khoảng 50% nhưng trong lá già chỉ còn khoảng 20%. Hai enzyme polyphenol oxidase và peroxidase tuy cùng xúc tác quá trình oxy hóa ngưng tụ của các hợp chất phenol thực vật nhưng chúng có chức năng khác nhau trong sự tạo ra sự chuyển hóa các hợp chất đó cả về mức độ ngưng tụ và đặc tính của các sản phẩm ngưng tụ. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 12 2.2 Sơ lược về nguyên liệu trà 2.2.1 Giới thiệu chung về trà Cây trà (Hình 7) có tên khoa học là Camellia sinensis (L.) O.Kuntze và được xếp trong hệ thống phân loại thực vật như sau: - Ngành hạt kín Angiospermae - Lớp song tử diệp (hai lá mầm) Dicotyledonae - Bộ Trà Theales - Họ Trà Theaceae - Chi Trà Camellia (Thea) - Loài Camellia (Thea) sinensis Hình 7 Cây trà và búp trà Đối với hầu hết mọi người nói chung và người châu Á nói riêng thì trà là thức uống hết sức quen thuộc và nó còn thể hiện phong cách nghệ thuật cổ truyền đặc trưng cho phong tục tập quán của một số nước trên thế giới. Bên cạnh chức năng giải khát, trà còn có tác dụng sinh lý rất rõ rệt đối với sức khỏe con người. Thành phần caffeine và một số alkaloid khác trong trà có tác dụng kích thích hệ thần kinh trung ương, vỏ đại não làm cho tinh thần minh mẫn, giảm mệt nhọc sau khi lao động. Trà còn có tác dụng phòng và trị được nhiều loại bệnh khác nhau, đặc biệt là các bệnh về tim mạch, ung thư. Cây trà sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên chỉ có một thân chính, chia làm 3 loại: thân gỗ, thân bụi, thân nhỡ (bán gỗ). Cành trà do mầm sinh dưỡng phát triển thành, trên cành chia ra nhiều đốt, chiều dài biến đổi nhiều từ 1 – 10cm. Đốt trà càng dài là biểu hiện của giống trà có năng suất cao. Lá trà mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá, hình dạng và kích thước thay đổi tùy giống. Búp trà là giai đoạn non của một cành trà, được hình thành từ các mầm dinh dưỡng, gồm có tôm (phần lá non trên đỉnh chưa xòe) và 2 hoặc 3 lá non. Kích thước của búp trà thay đổi tùy giống và kỹ thuật canh tác. Cây trà sau khi sinh Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 13 trưởng 2 – 3 tuổi bắt đầu ra hoa, mọc từ chồi sinh thực ở nách lá. Trà nguyên liệu sử dụng trong công nghiệp chế biến chủ yếu là 1 tôm và 2 – 3 lá non. 2.2.2 Thành phần hóa học của lá trà tươi Phẩm chất của trà thành phẩm được quyết định bởi những thành phần hóa học của nguyên liệu và kỹ thuật chế biến. Thành phần sinh hóa của trà biến động rất phức tạp phụ thuộc vào giống, tuổi trà, điều kiện đất đai, địa hình, kỹ thuật canh tác, mùa thu hoạch, Những thành phần hóa học của trà được thể hiện tương đối đầy đủ trong bảng 2. Bảng 2 Thành phần hóa học của lá trà tươi Thành phần % khối lượng chất khô Catechin 25 – 30 (-)-Epigallocatechin gallate 8 – 12 (-)-Epicatechin gallate 3 – 6 (-)-Epigallo catechin 3 – 6 (-)-Epicatechin 1 – 3 (+)-Catechin 1 – 2 (+)-Gallocatechin 3 – 4 Flavonol và flavonol glucoside 3 – 4 Polyphenolic acid và dẫn xuất 3 – 4 Leucoanthocyanin 2 – 3 Chlorophyll và các chất màu khác 0,5 – 0,6 Khoáng 5 – 6 Caffeine 3 – 4 Theobromine 0,2 Theophylline 0,5 Amino acid 4 – 5 Acid hữu cơ 0,5 – 0,6 Monosaccharide 4 – 5 Polysaccharide 14 – 22 Cellulose và hemicellulose 4 – 7 Pectin 5 – 6 Lignin 5 – 6 Protein 14 – 17 Lipid 3 – 5 Các hợp chất dễ bay hơi 0,01 – 0,02 Nguồn Tống Văn Hằng (1985), Cơ sở sinh hóa và kĩ thuật chế biến trà, Tp.HCM trích dẫn bởi Nguyễn Hải Hà, (2006), Nghiên cứu trích ly polyphenol từ trà (Camellia sinensis L.), Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách khoa Tp.HCM. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 14 a. Nước Nước là thành phần chủ yếu trong búp trà. Nước có quan hệ đến quá trình biến đổi sinh hóa trong búp trà và đến sự hoạt động của các enzyme và là chất quan trọng không thể thiếu được để duy trì sự sống của cây. Hàm lượng nước trong búp trà thay đổi tùy theo giống, tuổi cây, đất đai, kỹ thuật canh tác, thời gian hái và tiêu chuẩn hái, Trong búp trà (tôm + 3 lá) hàm lượng nước thường có từ 75 – 82%. Để tránh sự hao hụt những vật chất trong búp trà qua quá trình bảo quản và vận chuyển, phải cố gắng giảm bớt sự bay hơi nước trong búp trà sau khi hái. b. Polyphenol (tanin) Những hợp chất polyphenol trong trà có thể chiếm tới 35% trọng lượng khô của trà. Thành phần chính của các polyphenol trong trà là: - Các flavanol, như (-)-epicatechin gallate (ECG), (-)-epigallocatechin (EGC), (-)- epigallocatechin gallate (EGCG), (-)- epicatechin (EC), (+)-gallocatechin (GC), (+)-catechin (C) và các dẫn xuất. - Flavonol (quercetin, campherol, và các dẫn xuất glycoside). - Flavone (vitexin, isovitexin). - Phenolic acid và các dẫn xuất (gallic acid, chlorogenic acid, theogallin). - Các dạng hợp chất như theaflavin, thearubigin chiếm tỉ lệ rất thấp trong búp trà và lá trà non nhưng tăng dần tỉ lệ trong các lá trà già hơn. Hàm lượng polyphenol tổng trong búp trà nằm trong khoảng từ 20 đến 35%, trong đó các flavanol chiếm hơn 90% tổng hàm lượng polyphenol trong trà. Đây là một trong những thành phần quyết định phẩm chất trà. Tỉ lệ các thành phần trong nhóm chất này cũng không giống nhau và thay đổi theo giống trà, vị trí địa lý và điều kiện môi trường, c. Caffeine Ankaloid chính của trà là caffeine, có tác dụng dược lý, tạo cảm giác hưng phấn cho người uống. Caffeine là dẫn xuất của purine có tên gọi theo cấu tạo là 1, 3, 5- trimethylxanthine, chiếm khoảng 3 – 4% tổng lượng chất khô trong lá trà tươi. Và điều đặc biệt là hàm lượng caffeine trong lá trà cao hơn trong cà phê từ 2 – 3 lần. Caffeine có khả năng liên kết với tanin và các sản phẩm oxi hóa của tanin để tạo nên các muối tanat caffeine. Các muối này tan trong nước nóng, không tan trong nước lạnh và tạo nên hương thơm, và sắc nước trà xanh, giảm vị đắng và nâng cao chất lượng trà thành phẩm. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 15 d. Protein và acid amin Protein là hợp chất hữu cơ phức tạp chứa nitơ và phân bố không đồng đều trong búp trà, chiếm khoảng 15% tổng lượng chất khô của lá trà tươi và thay đổi tùy theo giống, thời vụ, điều kiện canh tác và các yếu tố khác. Protein có thể kết hợp trực tiếp với tanin, polyphenol, tạo ra những hợp chất không tan làm đục nước trà đen. Nhưng trong chế biến trà xanh protein kết hợp với một phần tanin làm cho vị đắng và chát giảm đi, vì thế ở chừng mực nào đó protein có lợi cho phẩm chất trà xanh. Ngày nay, người ta đã tìm thấy 17 acid amin có trong trà. Trong đó 10 acid amin cơ bản là: phenylalanine, leucine, isoleucine, valine, tyrosine, glutamine, serine, glutamic, aspartic và theanine (5-N-ethylglutamine). Các acid amin này có thể kết hợp với đường, tanin tạo ra các hợp chất aldehyde, alcol có mùi thơm cho trà đen, và chúng cũng góp phần điều vị cho trà xanh. Khoảng 50% acid amin trong lá trà tồn tại ở dạng tự do. Trong đó theanine chiếm hàm lượng cao nhất, khoảng 50 – 60% tổng hàm lượng acid amin tự do, tiếp theo là aspartic acid và arginine. Theanine là acid amin đặc trưng của cây trà, chỉ có thể tìm thấy ở các cây họ trà và một số ít các loài nấm. Khác với các acid amin khác được tổng hợp tại lá trà, theanine được tổng hợp tại bộ rễ của cây và vận chuyển lên lá. e. Carbohydrate Trong thành phần carbohydrate của trà bao gồm hợp chất cellulose, hemi- cellulose và đường tự do, đáng quan tâm nhất là đường tự do (glucose, fructose, sucrose,) vì đó là nguồn nguyên liệu chính để tổng hợp catechin trong lá trà. Ngoài ra còn có các polysaccharide như galactose, galacturonic acid, ribose, Dưới tác dụng của nhiệt và các yếu tố khác, các loại đường sẽ biến đổi tạo nên hương vị đặc trưng cho thành phẩm. Ngoài ra, các loại đường còn tác dụng với protein, acid amin tạo nên hương thơm cho trà. f. Các chất màu Các chất màu trong lá trà gồm có: Anthocyanidin (cyanidin, delphynidin), carotenoids, chlorophyll. Các hợp chất màu có vai trò quan trọng trong tạo màu cho thành phẩm. Các sắc tố này cũng biến động theo giống, mùa và biện pháp canh tác kỹ thuật. g. Vitamin và khoáng Trong búp trà chứa hầu hết các loại vitamin như vitamin A, B1, B2, PP, đặc biệt vitamin C có rất nhiều trong trà, cao gấp 3- 4 lần so với cam, chanh. Trong quá trình chế biến trà đen hàm lượng vitamin C giảm nhiều, còn trong trà xanh thì Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 16 giảm không đáng kể. Vì vậy hàm lượng vitamin C trong trà xanh thường cao gấp 10 lần so với trà đen. Trong trà thành phần khoáng chủ yếu là K, chiếm gần 50 % tổng lượng khoáng. h. Enzyme Là nhân tố quan trọng trong quá trình sinh trưởng và chế biến trà, đặc biệt trong chế biến trà đen. Enzyme có vai trò quyết định chiều hướng biến đổi các phản ứng sinh hóa trong giai đoạn làm héo, vò, lên men. Trong búp trà có 2 loại enzyme chủ yếu: - Nhóm enzyme thủy phân: amylase, protease, glucosidase, - Nhóm enzyme oxi hóa – khử: peroxidase, polyphenol oxidase, Enzyme peroxidase, polyphenol oxidase đóng vai trò quan trọng nhất và có tác dụng khác nhau trong quá trình lên men trà đen. Các enzyme này đều hoạt động mạnh ở 45°C, đến 70°C thì hoạt động yếu hẳn đi và ở nhiệt độ cao hơn sẽ bị vô hoạt hoàn toàn. Trong chế biến trà xanh, không cần tạo nên những biến đổi sinh hóa cho tanin, nên enzyme không có ích cho quá trình chế biến. Vì vậy ngay từ giai đoạn đầu của quá trình chế biến trà xanh người ta phải dùng nhiệt độ cao để vô hoạt enzyme bằng cách chần hoặc sao. i. Các nhóm hợp chất khác - Chất béo và các acid béo tự do: các hợp chất lipid, phospholipid và các acid béo chiếm khoảng 5 – 6% trong lá trà, hàm lượng này biến đổi khá nhiều tuỳ theo từng giống trà khác nhau. Các acid béo tự do tìm thấy trong lá trà có linolenic, oleic và palmitic, - Các hợp chất carotenoids: β-carotene, lutein, violaxanthine và neoxanthine được tìm thấy trong lá trà. - Acid hữu cơ: các acid như citric, tartaric, malic, oxalic, fumaric, caffeic, quinic, gallic, succinic, chlorogenic, neo-chlorogenic, p-coumarylquinic, ellagic acid, đã được nhận diện trong lá trà tươi. - Kim loại: các chất vô cơ chiếm khoảng 5 – 6% khối lượng khô của trà, nhiều nhất là nhôm, mangan, magie, Hàm lượng các chất vô cơ trong lá trà biến đổi khá nhiều tuỳ theo thổ nhưỡng vùng đất. Một điều đáng lưu ý là một phần các kim loại, đặc biệt là nhôm, tìm thấy trong trà dưới dạng phức chelate với các catechin . - Các chất dễ bay hơi (tinh dầu trà): thành phần tinh dầu trà chiếm tỉ lệ rất thấp trong tổng khối lượng của lá trà (<0,01%). Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 17 2.3 Nhóm hợp chất catechin trong trà 2.3.1 Cấu tạo Catechin (Hình 8) là hợp chất thuộc họ flavonoid, nhóm flavanol – 3. Trong phân tử có 15 carbon bao gồm hai vòng 6 carbon A và B được nối với nhau bởi 3 đơn vị carbon ở vị trí 2, 3, 4 hình thành một dị vòng C chứa một nguyên tử oxy. Về mặt cấu trúc, catechin là hợp chất flavanol, được đặc trưng bởi cấu trúc C6 – C3 – C6, tương ứng với sự thay thế 2- phenyl bằng benzopyran và pyron. Trong công thức có chứa hai carbon bất đối ở vị trí 2 và 3, không chứa nối đôi ở vị trí 2, 3 và 4-oxo Hình 8 Cấu tạo khung cơ bản của nhóm hợp chất catechin và cách đánh số carbon (Nguồn Maurice R. Marshall, Jeongmok Kim and Cheng-I Wei, Enzymatic Browning in Fruits, Vegetables and Seafoods, Food Science and Human Nutrition Department University of Florida, 2000.) 2.3.2 Tính chất lý hóa - Có 6 catechin chính (Hình 9) thường hiện diện trong trà và được chia thành 2 nhóm là: nhóm catechin tự do bao gồm C, EC, GC, EGC (vị trí carbon số 3 có chứa nhóm hydroxyl) và nhóm đã bị ester hóa hay nhóm galloyl catechin bao gồm ECG, EGCG (nhóm hydroxyl ở vị trí thứ 3 được thay bằng một nhóm gallate). - Hàm lượng catechin trong búp trà (Bảng 3) thay đổi theo từng bộ phận riêng biệt của búp. - Catechin là hợp chất không màu, tan trong nước, có vị đắng, chát. Catechin không chỉ có trong trà mà còn được tìm thấy trong rượu vang đỏ, táo, nho, và chocolate nhưng trà là thức uống duy nhất có chứa GC, EGC, ECG, EGCG. - Tác dụng với FeCl3 cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tùy theo số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử. - Các catechin đều dễ tan trong nước nóng, rượu, acetone, ethyl acetate tạo dung dịch không màu, không tan trong các dung môi không phân cực hoặc ít phân cực như benzene hoặc chloroform. Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 18 Trong quá trình phát triển của lá trà, dưới tác dụng của các enzyme, các catechin bị chuyển dần thành các hợp chất tanin và giảm dần hàm lượng trong lá trưởng thành. Hình 9 Công thức cấu tạo của các hợp chất catechin chính trong trà. Nguồn Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 19 Bảng 3 Hàm lượng catechin trong từng bộ phận riêng biệt của búp trà Đơn vị mg/g chế phẩm chiết bằng ethyl acetate Catechin Lá thứ 1 Lá thứ 2 Lá thứ 3 Lá già Cọng EGC 122,10 152,27 206,42 232,36 222,08 GC 0 0 0 0 68,79 EC 45,53 47,84 45,16 45,16 65,65 EGCG 580,54 577,93 431,14 431,14 292,93 ECG 138,52 132,27 103,09 103,09 87,98 Tổng lượng catechin 886,69 910,31 786,11 701,82 737,40 Nguồn Tống Văn Hằng (1985), Cơ sở sinh hóa và kĩ thuật chế biến trà, Tp.HCM 2.3.3 Biến đổi sinh học của hợp chất catechin Trong quá trình chế biến ra các sản phẩm trà, các catechin bị biến đổi tạo thành các hợp chất tạo màu và mùi vị cho các sản phẩm trà khác nhau. Đóng vai trò chính trong quá trình này là enzyme polyphenol oxidase. Enzyme trong lá trà được chứa trong các cấu trúc riêng của tế bào lá, trong quá trình chế biến, enzyme chuyển hóa dần các hợp chất catechin thành các tanin bậc cao (Hình 10). Hình 10 Quá trình chuyển hóa hợp chất catechin trong trà bởi enzyme polyphenol oxidase Nguồn Nguyễn Hải Hà, Nghiên cứu trích ly polyphenol từ trà (Camellia sinenics L.), Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Tp.HCM, 2006 Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 20 2.4 Hiệu quả của trà và nhóm hợp chất catechin đối với sức khỏe con người 2.4.1 Tác dụng dược lý của trà Theo những kiến thức được thu thập từ thời xưa và những nghiên cứu mới đây, cho thấy trà xanh chứa các dược chất sau: - Vitamin C: vitamin căn bản trong các phản ứng sinh hoá của cơ thể và giúp chống lại bệnh tật. - Vitamin K giúp trong việc đông máu. - Flour giúp chống sâu răng. - Các Flavonoid giúp ngừa đau tim, ung thư, và các chứng bệnh khác. - Theophytin làm nở rộng khí quản trong phổi và giúp những người mắc bệnh suyễn và các bệnh về đường hô hấp thở dễ dàng hơn. - Các chất polyphenol chống lại sự tạo thành enzyme Cox-2, tác nhân gây viêm khớp, vậy trà có thể làm giảm đau viêm khớp. - Mangan giúp chống bệnh loãng xương. - Tanin trị bệnh tiêu chảy - Epigallocatechin-gallate (EGCG) ngăn sự ảnh hưởng của quinol – oxidase, một enzyme giúp tế bào trong sự phân chia. Đây là hợp chất chống oxi hóa mạnh mẽ, nó không chỉ kìm hãm sự phát triển của tế bào ung thư mà còn có khả năng tiêu diệt các tế bào này. Đặc biệt EGCG chỉ có tác dụng đối với tế bào gây bệnh ung thư mà thôi, không gây hại đến các tế bào mô khỏe mạnh. - Uống trà thường xuyên giúp tăng cường trí nhớ và chống lại bệnh Alzheimer's, bệnh suy giảm trí nhớ ở người lớn tuổi. Các nhà khoa học ở trường đại học South Florida (Mỹ), đã phát hiện chất EGCG có khả năng giảm việc sản xuất các protein beta-amyloid. Những protein này hình thành các cặn protein có hại, được tìm thấy trong não của bệnh nhân Alzheimer's. Đây là nguyên nhân khiến các dây thần kinh bị tổn thương và gây mất trí nhớ. - Một số nghiên cứu gần đây cũng đã chứng minh được trà xanh có tác dụng chống béo phì. 2.4.2 Hoạt tính kháng oxi hóa của nhóm catechin Khi thực hiện khảo sát khả năng kháng oxi hóa trên gốc tự do tổng hợp như DPPH (1,1-dephenyl-2picrylhydracyl), các catechin thể hiện hoạt tính vượt trội so với các chất kháng oxy hóa đối chứng như vitamin C, vitamin E cho thấy các catechin thể hiện hoạt tính mạnh hơn từ 3 đến 6 lần. Hoạt tính kháng oxy hóa của nhóm catechin thể hiện một sự khác biệt về mối tương quan cấu trúc so với các Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 21 hợp chất khác họ flavonoid. Khi so sánh với hợp chất flavonoid có hoạt tính vô hoạt gốc tự do mạnh nhất trong môi trường phân cực là quercetin (do đặc điểm cấu trúc của quercetin có nhóm 4-oxo và nối đôi tại vị trí carbon số 2 và 3 cho phép hình thành sự liên hợp giữa vòng A và vòng B giúp giải phóng điện tử tự do, 3 nhóm hydroxyl 3,5,7 và hai nhóm o-hydroxyl trên vòng B), các hợp chất C và EC, do trong công thức thiếu sự liên hợp giữa vòng A và vòng B, có hoạt tính vô hoạt gốc tự do kém hơn, nhưng các gallate catechin như EGCG và ECG có hoạt tính trội hơn. Sự khác biệt về khả năng của EGCG và ECG được giải thích dựa trên số lượng lớn các nhóm hydroxyl trong công thức, cho phép tiếp nhận electron dễ dàng hơn . Hoạt tính kháng oxi hóa của các catechin trong trà, tính theo tỉ lệ mol, trong thử nghiệm chống lại sự hình thành các gốc tự do DPPH trong dung dịch nước được xếp theo trật tự giảm dần như sau: epicatechin gallate ≈ epigallocatechin gallte > epigallocatechin > gallic acid > epicatechin ≈ catechin . Với hàm lượng catechin tổng chiếm khoảng 30% khối lượng khô, trà và dịch trích trà cũng thể hiện tính kháng oxy hóa rất mạnh trong các thử nghiệm, kết quả tính toán cho thấy thành phần catechin đóng góp khoảng 70 – 80% khả năng kháng oxy hóa của trà. Sự biến đổi của catechin trong quá trình vô hoạt các gốc tự do được thể hiện ở hình 11. Hình 11 Biến đổi của catechin trong quá trình vô hoạt gốc tự do (Nguồn Nguyễn Hải Hà, Nghiên cứu trích ly polyphenol từ trà (Camellia sinenics L.), Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Tp.HCM, 2006.) Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 22 Đối với khả năng ức chế quá trình oxy hóa lipid, các catechin của trà được xếp theo trật tự sau: EGCG > ECG > EGC > EC; khả năng vô hoạt gốc tự do sinh ra trong quá trình oxy hóa lipid thì ECG > EGCG > EC > EGC; khả năng vô hoạt gốc tự do -OH giảm theo trật tự ECG > EC > EGCG >> EGC. Các kết quả khả quan nói trên đã mở ra nhiều hướng nghiên cứu về tác dụng cụ thể của các hợp chất catechin lên các bệnh ở người và khả năng sử dụng trong quá trình ngăn ngừa và chữa trị bệnh. 2.4.3 Ứng dụng khả năng kháng oxi hóa của nhóm hợp chất catechin Ứng dụng được quan tâm mạnh mẽ nhất hiện nay của nhóm các hợp chất catechin là về khả năng dược lý. Ngoài khả năng ngăn chặn có hiệu quả các quá trình oxy hóa, đặc biệt là quá trình oxy hóa lipid, nhóm chất này còn được quan tâm sử dụng trong các sản phẩm thuộc các lĩnh vực khác như mỹ phẩm và thực phẩm. Trong các lĩnh vực này, do đặc điểm xuất phát từ thiên nhiên, an toàn, trà và các chất từ trà đang được sử dụng chủ yếu như một phụ gia chống oxy hóa nhằm thay thế các phụ gia tổng hợp thường dùng khác như butylated hydroxytoluene (BHT), butylated hydroxyanisole (BHA). Trong mỹ phẩm, trà và các chất từ trà được bổ sung vào các sản phẩm chăm sóc cá nhân (kem đánh răng, kem dưỡng da, sữa tắm), các sản phẩm tẩy rửa (nước rửa chén, sữa tắm, dầu gội), sản phẩm tẩy mùi, diệt khuẩn nhẹTrong thực phẩm, ngoài khả năng kháng oxy hóa trong các sản phẩm như bánh kẹo, kem, mì (hình 12).., trà còn được sử dụng như một dạng thực phẩm chức năng nhằm tăng cường khả năng phòng bệnh của cơ thể (hình 13). Hình 12 Thực phẩm có bổ sung tinh chất trà xanh Luận văn tốt nghiệp khóa 29 – 2008 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 23 Hình 13 Các dạng sản phẩm catechin 2.5 Phương pháp trích ly Quá trình trích ly catechin từ trà hiện nay chủ yếu áp dụng phương pháp trích ly bằng dung môi. Nguyên tắc của trích ly bằng dung môi là dựa vào sự thẩm thấu của dung môi vào trong tế bào, chất cần trích ly hòa tan vào dung môi và khuếch tán ra khỏi tế bào. Quá trình trích ly kết thúc khi chất cần trích đạt nồng độ cân bằng trong và ngoài tế bào. Quá trình trích ly bằng dung môi có ưu điểm là thiết bị đơn giản, có thể xử lý rất lớn một lượng nguyên liệu và có thể thực hiện quy trình liên tục. Các yếu tố chính cần lưu ý trong khi thực hiện quá trình trích ly bằng dung môi: - Lựa chọn dung môi trích ly: dung môi trích ly là các dung môi hòa tan được hợp chất cần trích ly. Các polyphenol là các hợp chất phân cực nên chủ yếu sử