Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Nghiên cứu chiết xuất saponin trên một số cây họ Cà
(Solanaceae) và bước đầu xác định khả năng kháng
vi sinh vật của hợp chất này

Người thực hiện
Lớp
Khoá

: Trần Thị Huế
: K54-CNTP
: 54

Giáo viên hướng dẫn
Bộ môn

: ThS. Nguyễn Thị Thu Nga
: Công nghệ Sau thu hoạch

HÀ NỘI, 5/ 2013


Khóa luận tốt nghiệp

K54CNTP

Trần Thị Huế -

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong Khoá luận này
là trung thực
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Khoá luận này
là đã được cảm ơn và các thông tin được trích dẫn trong chuyên đề này đã được
ghi rõ nguồn gốc.

Hà nội, ngày

tháng

năm 2013

Trần Thị Huế

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

i


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -


LỜI CẢM ƠN

Khoá luận tốt nghiệp được thực hiện tại khoa Công nghệ Thực phẩm,
trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội dưới sự hướng dẫn của cô giáo Ths.
Nguyễn Thị Thu Nga, giảng viên bộ môn Công nghệ sau thu hoạch, trường Đại
học Nông nghiệp Hà Nội
Trong suốt quá trình thực tập và hoàn thành khoá luận tốt nghiệp, ngoài
sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận đươc sự giúp đỡ nhiệt tình của cá nhân, tập
thể. Qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn tới:
Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo Ths. Nguyễn Thị
Thu Nga, giảng viên bộ môn Công nghệ sau thu hoạch và cô giáo Ts. Nguyễn
Thị Thanh Thuỷ, giảng viên bộ môn Thực phẩm dinh dưỡng, trường Đại học
Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình động viên, hướng dẫn cho tôi nhiều ý kiến bổ
ích trong suốt quá trình hoàn thành khoá luận tốt nghiệp.
Qua đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Công nghệ
thực phẩm, trường đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tận tình chỉ dạy, giúp đỡ tạo
mọi điều kiện cho tôi thực hiện và hoàn thành tốt khoá luận này.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn quan
tâm lo lắng và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành
khoá luận tốt nghiệp này.

Hà nội, ngày

tháng

năm 2013

Trần Thị Huế

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội


ii


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................ii
MỤC LỤC...............................................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG....................................................................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH.............................................................................................vi
PHẦN 1 - MỞ ĐẦU

1

1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................1
1.2. Mục đích và yêu cầu.......................................................................................2
1.2.1. Mục đích 2
1.2.2. Yêu cầu 2
PHẦN 2 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU

3

2.1. Sơ lược về họ Cà (Solanaceae).......................................................................3
2.1.1. Cà chua 3
2.1.2. Khoai tây 4

2.1.3. Cà tím

5

2.2. Sơ lược về saponin.........................................................................................5
2.2.1. Giới thiệu chung5
2.2.2 -Tomatine

9

2.2.3. -Solanine và -chaconine

10

2.2.4. Sơ lược về tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của họ Cà 11
2.3. Phương pháp chiết xuất saponin...................................................................13
2.4. Một số chủng vi sinh vật có ảnh hưởng tới nông sản, thực phẩm................14
2.4.1. Asergillus niger 14
2.4.2. Bacillus cereus 14
2.4.3. Pediococcus acidilactici

15

PHẦN 3 - ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

16
iii



Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

3.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu..................................16
3.1.1.Đối tượng nghiên cứu 16
3.1.2. Vật liệu nghiên cứu, dụng cụ, thiết bị, hoá chất 16
3.1.3. Địa điểm và thời gian nghiên cứu

17

3.2. Nội dung nghiên cứu....................................................................................17
3.3. Phương pháp nghiên cứu..............................................................................18
3.3.1. Nghiên cứu điều kiện chiết xuất saponin từ một số cây họ Cà 18
3.3.2. Xác định khả năng kháng vi sinh vật của dịch chiết saponin 20
3.3.3. Phương pháp phân tích 23
3.4.4. Xử lý số liệu

24

PHẦN 4 - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN25

4.1. Nghiên cứu điều kiện chiết xuất saponin từ một số cây họ Cà....................25
4.1.1. Ảnh hưởng của loại dung môi đến quá trình chiết saponin

25

4.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến quá trình chiết saponin


26

4.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu :dung môi đến quá trình chiết saponin
28
4.1.4.Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết saponin

30

4.1.5. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến quá trình chiết sapnoin

31

4.1.6. So sánh hàm lượng saponin thu được từ lá cà chua, khoai tây và cà tím 33
4.2. Xác định khả năng kháng vi sinh vật của dịch chiết saponin trên một số vi
sinh vật có ảnh hưởng tới nông sản, thực phẩm..................................................34
4.2.1. Hoạt tính kháng nấm của dịch chiết saponin từ lá cây họ Cà 34
4.2.2. Khảo sát khả năng kháng khuẩn của dich chiết saponin 35
PHẦN 5 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38

5.1. Kết luận

38

5.2. Đề nghị 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO

40

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội


iv


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Hàm lượng saponin của một số loại thực vật.........................................8
Bảng 4.1. Hoạt tính kháng nấm Aspergillus niger..............................................36
Bảng 4.2. Đường kính vòng kháng khuẩn của dịch chiết saponin......................38

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

v


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ hai thành phần chính của saponin ..............................................6
Hình 2.2. Phân loại saponin ..................................................................................7
Hình 2.3. Cấu tạo hoá học - tomatine ..............................................................10
Hình 2.4. Cấu tạo hoá học của solanine..............................................................11
Hình 2.5. Cấu tạo hoá học -chaconine .............................................................12

Hình 4.1. Ảnh hưởng của loại dung môi đến khả năng chiết saponin................28
Hình 4.2. Ảnh hưởng của nồng độ dung môi đến quá trình chiết saponin..........29
Hình 4.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu :dung môi đến quá trình chiết saponin......31
Hình 4.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình chiết saponin..........................32
Hình 4.5. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình chiết saponin.........................32
Hình 4.6. So sánh hàm lượng saponin trong các loại nguyên liệu......................35

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

vi


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

Viết tắt

Tên đầy đủ

EtOH

Ethanol

MetOH

Methanol


MIC

Minimum Inhibitory Concentration

NA

Nutrien Agar

NB

Nutrien Broth

PGA

Potato Glucose Agar

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

vii


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề

Nông sản, thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong đời sống con người, là
nguồn cung cấp dinh dưỡng chủ yếu cho cơ thể. Tuy nhiên, những đặc điểm của
nông sản, thực phẩm như thành phần hoá học, các chuyển hoá hoá học, sinh học
lại là điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật hại, chúng không chỉ
sử dụng chất dinh dưỡng làm giảm chất lượng nông sản, thực phẩm mà còn sản
sinh ra các độc tố gây hại cho con người, do vậy vấn đề chính trong bảo quản
nông sản, thực phẩm là bảo quản bằng các hợp chất kháng khuẩn, kháng nấm có
nguồn gốc tự nhiên không chỉ có tác dụng ngăn chặn được sự xâm nhập của vi
sinh vật hại, hạn chế được sự biến đổi chất lượng, tăng giá trị sử dụng của sản
phẩm mà còn không ảnh hưởng đến sức khoẻ người tiêu dùng. Vì thế, vấn đề
nghiên cứu sử dụng chất kháng nấm, kháng khuẩn có nguồn gốc tự nhiên trong
việc bảo quản nông sản, thực phẩm là vô cùng ý nghĩa.
Bên cạnh đó, vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm và ô nhiễm môi trường
đang trở thành mối quan tâm hàng đầu của người tiêu dùng do việc sử dụng quá
mức các hoá chất độc hại trong bảo quản nông sản, thực phẩm. Đó là do sự thiếu
các chế phẩm bảo quản vừa an toàn với con người vừa phù hợp túi tiền người sử
dụng. Xuất phát từ đó, các nhà khoa học trong nước và trên thế giới hiện nay có
xu hướng nghiên cứu việc sử dụng các hợp chất tự nhiên có khả năng kháng
nấm, kháng khuẩn nhưng không độc hại với con người để bảo quản nông sản,
thực phẩm. Tuy đã có rất nhiều nghiên cứu về chất kháng khuẩn tự nhiên như
hợp chất polyphenol trong lá chè, tinh dầu trong lá hành, hẹ, sả, dịch chiết một
số loại thảo dược…nhưng các nghiên cứu về hoạt chất kháng nấm lại còn hạn
chế. Do đó, cần thiết có những nghiên cứu về các hoạt chất kháng nấm có nguồn
gốc tự nhiên.
Theo một số công trình nghiên cứu thì hoạt chất saponin có trong thực vật
có khả năng kháng nấm rất tốt, đặc biệt là các saponin có trong thành phần của
thân và lá cây họ Cà Solanacea [21]. Mặt khác, các cây họ Cà gồm khoai tây, cà
chua và cà tím là cây trồng lâu đời và phổ biến ở nước ta, cung cấp nhiều chất
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
1



Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

dinh dưỡng từ củ, quả cho con người. Vì thế, ngoài những diện tích trồng dùng
để chế biến thực phẩm thì đây có thể nói là nguồn nguyên liệu vô vùng phong
phú để tận dụng phế phụ phẩm nông nghiệp từ thân và lá cây. Bởi vây, việc lựa
chọn lá cây họ Cà để chiết xuất hoạt chất kháng nấm để bước đầu ứng dụng xử
lý vi sinh vật gây hại nông sản, thực phẩm là hoàn toàn khả thi.
Để thu được hoạt chất kháng nấm saponin tự nhiên từ lá cây họ Cà cần
dựa vào đặc điểm, tính chất của saponin để có được phương pháp chiết xuất phù
hợp. Saponin là hợp chất phân cực dễ tan trong dung môi có độ phân cực mạnh
như methanol, ethanol hay nước vì vậy các dung môi này thường được sử dụng
để ly trích saponin trong tự nhiên. Ngoài ra, có rất nhiều yếu tố khác tác động
đến khả năng chiết saponin như nồng độ dung môi, nhiệt độ chiết, thời gian
chiết.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, được sự đồng ý của Khoa Công nghệ Thực
phẩm, Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất
saponin trên một số cây họ Cà (Solanaceae) và bước đầu xác định khả năng
kháng vi sinh vật của hoạt chất này”, được tiến hành.
1.2. Mục đích và yêu cầu
1.2.1. Mục đích
Nghiên cứu phương pháp chiết xuất saponin trong lá cà chua, cà tím và
khoai tây, đồng thời khảo sát khả năng kháng vi sinh vật của những dịch chiết
này, từ đó tạo cơ sở khoa học cho việc ứng dụng saponin từ lá họ Cà trong bảo
quản nông sản, thực phẩm.
1.2.2. Yêu cầu

 Xác định được điều kiện chiết xuất để thu được dịch chiết có hàm lượng
saponin cao nhất;
 Xác định được khả năng kháng một số vi sinh vật của dịch chiết lá họ Cà.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

2


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Trong phần này, các nội dung tổng quan được đề cập đến bao gồm: sơ
lược về họ Cà, giới thiệu về cà chua, khoai tây, cà tím, giới thiệu chung về
saponin, một số saponin tiêu biểu trong cây họ Cà và nghiên cứu về hoạt tính
sinh học của saponin trong cây họ Cà; phương pháp và các yếu tố ảnh hưởng
đến chiết xuất saponin và đặc điểm một số loại vi sinh vật có ảnh hưởng tới
nông sản thực phẩm cũng được đề cập tới.
2.1. Sơ lược về họ Cà (Solanaceae)
Họ Cà danh pháp khoa học Solanaceae, là một họ thực vật có hoa. Hoa
của chúng có dạng hình nón hay phễu với 5 cánh hoa. Lá mọc so le, thường có
lông hoặc bề mặt hơi dính. Hạt thường là tròn và bẹt, đường kính 2-4 mm. Các
nhị hoa là bội số của 4 (thường là 4 hoặc 8). Các bầu nhụy ở phía dưới. Nhụy
hoa dưới bầu là loại quả tụ nằm xiên so với điểm giữa. Tên khoa học của họ này
có nguồn gốc từ tiếng Latinh Solanum, nghĩa là “cây cà dược”.

Ở Việt Nam, họ Cà có khoảng 70 loài gồm các cây thân thảo hoặc cây
nhỏ. phân bố rộng khắp từ Bắc vào Nam. Một số loài được trồng làm thực phẩm
(cà tím, cà pháo, cà chua, khoai tây), gia vị (ớt), cây công nghiệp (thuốc lá) hoặc
hoa kiểng.
Sau đây là phần giới thiệu về một số cây họ Cà mà đề tài sử dụng làm đối
tượng nghiên cứu.
2.1.1. Cà chua
Cà chua tên khoa học là
Lycopersicon esculentum Mill, thuộc họ
Cà (Solanaceae). Cà chua có nguồn gốc
từ Nam Mỹ sau đó được đưa đến các
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

3


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

nước khác nhau từ Tây Ban Nha đến các nước Đông Nam Á. Cà chua được
đưa vào trồng ở nước ta cuối thế kỷ 19 ở các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và một số
tỉnh vùng cao. Đến nay, phần lớn diện tích trồng cà chua tập trung tại đồng bằng
Sông Hồng như Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Thái Bình, Hưng Yên, Bắc
Giang, Nam Định, và một số tỉnh tại miền Trung, Tây Nguyên, Nam Bộ. Ở nước
ta, cà chua được trồng 3 vụ/năm, trong đó phát triển chủ yếu là vụ đông hay vụ
chính [2].
Theo FAO năm 2010 diện tích trồng cà chua toàn thế giới đạt 4,34 triệu
ha. Ở Việt Nam, cây cà chua được được xếp vào các loại rau có giá trị kinh tế

cao, cho đến nay cà chua vẫn là loại rau ăn quả chủ lực được nhà nước ưu tiên
phát triển. Cũng theo số liệu của cục thống kê năm 2006, diện tích cà chua là
22.962 nghìn ha, năng suất 19,6 tấn/ha, sản lượng 450.426 tấn nhưng đến năm
2008, diện tích cà chua tăng lên tới khoảng 24.850 nghìn ha, đạt năng suất 21,6
tấn/ha và sản lượng 535.438 tấn. Với sản lượng cà chua khoảng hơn 535 nghìn
tấn mỗi năm thì cùng với đó là một số lượng lớn lá và thân cà chua là nguồn thu
saponin tiềm năng có giá trị nhưng chưa được tận dụng. Việc nghiên cứu ứng
dụng nguồn saponin này không chỉ hạn chế sự lãng phí nguồn tài nguyên thiên
nhiên, giúp bảo vệ môi trường, bảo vệ con người mà còn có thể tạo ra chế phẩm
bảo quản phù hợp túi tiền người sử dụng Việt Nam.
2.1.2. Khoai tây
Khoai tây có tên khoa học là Solanum
tuberosum L, thuộc họ Cà (Solanaceae) có nguồn
gốc xuất xứ ở dãy Andes. Nơi khởi thuỷ của cây
khoai tây trồng là ở quanh hồ Titicaca, giáp ranh
giữa nước Peru và Bolivia cách đây 7000 năm.
Khoai tây được trồng từ lâu đời ở Nam Mỹ và
được đưa vào Châu Âu từ thế kỷ 16. Sau đó, nó
được đem trồng ở nhiều nơi và nhanh chóng trở
thành cây lương thực chủ đạo. Ở nước ta, người
Pháp đem vào trồng vào cuối thế kỷ 19, do người

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

4


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP


Trần Thị Huế -

Pháp mang đến và phổ biến cách trồng nên nhân dân ta gọi loại củ đó là “khoai
tây” [3,4].
Cây khoai tây được trồng rộng rãi trong vụ đông ở các tỉnh phía Bắc
ngoài ra cũng được trồng ở miền Nam như Lâm Đồng. Những năm gần đây diện
tích khoai tây ở nước ta ngày càng tăng, năm 2009 với diện tích là 37 nghìn ha,
sản lượng 338 nghìn tấn, năm 2011 tăng lên hơn 40 nghìn ha với sản lượng hơn
448 nghìn tấn [34]. Với sản lượng mỗi năm gần đây khoảng hơn 400 nghìn tấn
khoai tây thì cùng với đó là một số lượng lớn lá và thân là nguồn tài nguyên hữu
cơ có giá trị. Việc sử dụng nguồn tài nguyên đó có ý nghĩa rất lớn bởi trong
thành phần thân, lá cây khoai tây có chứa saponin, có thể sử dụng như chất bảo
quản sinh học và bảo vệ cây trồng chống lại
một số nấm gây bệnh.
2.1.3. Cà tím
Cà tím hay cà dái dê có tên khoa học
Solanum melongena, là một loài cây thuộc họ
Cà (Solanaceae), nói chung được sử dụng làm
một loại rau trong ẩm thực. Nó có quan hệ họ
hàng gần gũi với cà chua, khoai tây, cà
dừa, cà pháo và có nguồn gốc ở miền nam Ấn
Độ và Sri Lanka. Tên khoa học melongena có nguồn gốc từ một tên gọi trong
tiếng Ả Rập vào thế kỷ 16 cho một giống cà tím. Cà tím được gọi là "eggplant"
tại Hoa Kỳ, Australia và Canada. Tên gọi này có từ một thực tế là quả của một
số giống ban đầu có màu trắng và trông giống như quả trứng gà. Tại Việt Nam
giống cà tím rất đa dạng về dạng quả và màu sắc, được trồng như một loại rau
lấy quả, phổ biến rộng rãi ở nhiều nơi [5,33].
Cà tím có tính kháng mạnh đối với các bệnh héo rũ do vi sinh vật trong
đất gây ra như nấm Fusarium và Verticillum [7].


Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

5


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

2.2. Sơ lược về saponin
2.2.1. Giới thiệu chung
Saponin là các glycozit tự nhiên có trọng lượng phân tử lớn, rất đa dạng
về cấu trúc, tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và rất phổ biến trong thực vật
[8,18,33].
2.2.1.1.Cấu trúc của saponin

Hình 2.1. Sơ đồ hai thành phần chính của saponin [26]
Saponin khi thủy phân cho glycone (gốc đường bao gồm glucose,
arabinose, xylose và acid glucoronic) và aglycone (gốc sapogenin, bao gồm
saponin trung tính và saponin acid) [26]. Giữa chuỗi đường và sapogenin liên
kết với nhau bằng liên kết glycozit [19].
Aglycone: là phần kị nước, tồn tại ở hai dạng:
- một dạng triterpen C30: Có chứa dạng đơn vị terpen C10 để hình thành
khung xương, được gọi là triterpen saponin;
- hai là dạng steroid aglycon: thay thế một số gốc tạo ra khung C27 có
tính chất steroid, được gọi là steroid saponin.
Ngoài ra, theo nghiên cứu của Kao năm 2008 cho thấy trong một số loài
thực vật khung aglycone còn được gắn thêm nhóm nitrogen, do đó chúng thể
hiện tính chất hóa học và dược lý của các sản phẩm alkaloid tự nhiên [6,16].

Glycone: gồm 1 hay vài chuỗi đường gắn vào lõi aglycone (sapogenin).
6
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

Các đường đơn tham gia hình thành nên cấu trúc saponin bao gồm: Dglucose, D-galactose, D-glucuronic, D-galacturonic, L-rhamnose, L-arabinose,
D-xylose , and D-fucose.Trong đó D-glucose và D-galactose là những loại phổ
biến nhất trong thành phần của các chuỗi đường trong mạch gắn vào phần
aglycone [6,17].
SAPONIN

SAPONIN
TRITERPEN (30C)

SAPONIN
STEROID (27C)

Triterpen
5 voøng

Triterpen
4 voøng

Oleanan
Ursan

Lupan
Hopan

Dammaran
Lanostan
Cucurbitan

Spirostan

Furostan

Glyco-alkaloid

Spirosolan
Solanidan

Hình 2.2. Phân loại saponin [14]
Theo nghiên cứu Hostettmann & Marston năm 1995 dựa vào phần
aglycone có thể phân chia saponin thành 5 loại
- Triterpenoid saponin: 30C gồm có saponin triterpenoid pentacyclic (cấu
trúc 5 vòng) và saponin triterpenoid tetracyclic (cấu trúc 4 vòng)
- Steroid saponin: 27C gồm có spirostan, furostan, và glyco-alkaloid.
2.2.1.2. Tính chất của saponin
- Saponin có một số tính chất đặc trưng như tính tạo bọt khi lắc nhiều với
nước, tính phá huyết, độc với động vật máu lạnh nhất là với cá. Saponin đa số có
vị đắng trừ một số như glycyrhizic-saponin trong cây cam thảo có vị ngọt.
- Các saponin đều là các chất hoạt quang, điểm nóng chảy của các
sapogenin thường rất cao khoảng 2000C.
- Tính tan là nhân tố quan trọng đối với hoạt tính sinh học và quá trình
tách chiết saponin. Saponin tan trong nước, alcol, rất ít tan trong aceton, ether,

hexan do đó thường sử dụng 3 loại dung môi này để tủa saponin.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

7


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

- Ngoài ra một tính chất quan trọng nữa là saponin có thể tạo phức với
cholesterol hoặc với các chất 3b-hydroxysteroid [6,32].
2.2.1.3 .Các nguồn saponin
Sự hiện diện của saponin đã được xác định trên 100 họ thực vật và được
tìm thấy trong các bộ phận khác nhau của thực vật như lá, thân, quả, củ, hoa và rễ.
Dini và cộng sự năm 2009 trong nghiên cứu của mình đã khẳng định
saponin có mặt rộng rãi trong các loại thực vật khác nhau như rau má, nhân sâm,
tam thất, cam thảo mướp đắng, cỏ linh lăng, bồ kết… và cũng có trong các thực
phẩm như đậu Hà Lan, khoai tây, củ cải đường, măng tây, đậu và dâu tây [11].
Saponin triterpenoid thường gặp trong những cây hai lá mầm như họ họ Dền
(Amaranthaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Hoa chuông (Campanulaceae),họ Hồng
xiêm (Sapotaceae), họ Đậu (Fabaceae), họ Ô rô (Acanthaceae) [32].
Saponin steroid thường gặp trong những cây một lá mầm được phân bố
chủ yếu trong họ Cà (Solanaceae), họ Củ nâu (Dioscoreaceae), họ Huyền sâm
(Scrophulariaceae), họ Loa kèn (Liliaceae), họ Loa kèn đỏ (Amaryllidaceae),
họ Táo (Rhamnaceae) và họ Thùa (Agavaceae) [20]. Glyco-alkaloid thường tìm
thấy trong họ Solanaceae bao gồm cà chua, khoai tây, cà tím nhưng cũng gặp
trong họ Liliaceae [14].

Bảng 2.1 Hàm lượng saponin của một số loại thực vật
Tên thực vật

Hàm lượng Saponin trung bình
(mg/g trọng lượng khô)

Rau má

52,5

Đậu đỏ

5,7

Đậu xanh (Cicer arietinum L)

56,0

Đậu tương (Glycine max)

43,0

Cỏ linh lăng (Medicago sativa L)

56,0

Lạc (Arachis hypogaea L)

6,3


Đậu lăng (Lens culinaris M)

3-5

Măng tây (Asparagus officinalis L)

15,0

Tỏi (Allium sativum L)

2,9

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

8


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

Rau chân vịt (Spinacea olerasea)

47,0

Nhân sâm (Panax -Việt Nam)

10,8


Sâm Ngọc Linh (Việt Nam)

11,67

Hoa cúc vạn thọ (Calendula officinalis)

15,53

Tam thất
Cam thảo (Glycyrrhiza glabra )

47,03
5,4

Nguồn[6]

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

9


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

2.2.1.4. Ứng dụng của saponin
Các nguồn tài liệu đã chỉ ra rằng saponin mang lại nhiều lợi ích sinh học,
chẳng hạn như chống viêm, chống bệnh tiểu đường, chống HIV, chống xơ vữa
động mạch và phục vụ như các chức năng bảo vệ như bảo vệ dạ dày, bảo vệ gan

[18, 28]. Bên cạnh đó, saponin có hiệu quả trong việc duy trì chức năng gan,
giảm cholesterol trong máu, ngăn ngừa loét dạ dày, loãng xương cũng như
ngưng kết tiểu cầu [16]. Ngoài ra, saponin có giá trị thương mại đáng kể như
hoạt chất chính trong các dược liệu chữa ho, ứng dụng chất tạo bọt, chất làm
ngọt, và mỹ phẩm [14].
Trong nông nghiệp, saponin được dùng trong các ao nuôi tôm để làm sạch
môi trường và làm ổn định màu nước, tiêu diệt các động vật nguyên sinh có hại
cho tôm [6]. Ngoài ra, saponin sẵn có trong lá cây có tác dụng như chất kháng
sinh tự nhiên giúp cây chống lại sự tấn công của các loài vi sinh vật gây bệnh [13].
Saponin chính trong cây họ Cà được biết đến đó là -tomatine, -solanine
và -chaconine có tính kháng nấm. Các hoạt chất này được giới thiệu ở các
phần sau.
2.2.2  -Tomatine
-Tomatine là saponin chính trong cà chua thuộc nhóm saponin steroid.
Công thức phân tử C25H83NO21. Phần đường gắn vào C3 bao gồm hai phân tử Dglucose, một phân tử D-galactose và một D-xylose.

Hình 2.3. Cấu tạo hoá học - tomatine [15]

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

10


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

Tomatine là một steroid glyco-alkaloid được tìm thấy trong thân và lá của
cây cà chua (Lycopersicon esculentus L) và một số loài Solanum, có khả năng

kháng một số nấm gây bệnh. Đặc biệt hàm lượng saponin này đặc biệt cao ở các
lá, hoa và trái cây xanh cà chua [25].
-Tomatine ức chế nhiều loại nấm như: Candida albicans, Cryptococcus
neoformmans, Debaryomyces histolytica, Trichophyton mentagrophytes,
Microsporum audouini, ức chế được nấm gây bệnh trên cà chua Fusarium
oxysporum f. lycopersici, một số nấm mốc khác như Aspergillus niger,
Penicillum notatum và một số vi khuẩn Staph. Aureus. Bacillus cerus, B.
mycoides, B. subtilis, E. coli. [32]
2.2.3.  -Solanine và  -chaconine
Solanine là một glycoalkaloids độc được tìm thấy chủ yếu trong khoai tây
(Solanum tuberosum) thuộc họ Cà. Công thức phân tử: C 45H73NO15. Phần đường
gồm D-glucose, D-galactose, L-rhamnose..Khối lượng phân tử: 868.06 g/mol. .
Dạng tồn tại: tinh thể.. Điểm nóng chảy: 271 – 273 0C [33].
Solanine có ở bất kì thành phần nào của cây, bao gồm lá, quả và thân
nhưng chủ yếu thường gặp trong mầm khoai tây. Nó rất độc dù chỉ với một hàm
lượng nhỏ. Vị đắng trong khoai tây như là một dấu hiệu nhận biết độc tính
solanine. Solanine có khả năng kháng sâu và nấm gây hại, nó như một loại vũ
khí phòng thủ tự nhiên của cây.

Hình 2.4. Cấu tạo hoá học của solanine
-chaconine là một glycol-alkaloid độc cùng tồn tại song song với
solanine được tìm thấy trong cây khoai tây và một số cây họ Cà, chỉ khác với

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

11


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP


Trần Thị Huế -

solanine bởi gốc đường gồm 2 phân tử đường L-rhamnose và 1 phân tử đường
D-glucose.

Hình 2.5. Cấu tạo hoá học -chaconine [14]
Các hợp chất này được khoai tây sinh ra để chống lại kẻ thù, chống lại
một số tác nhân gây bệnh cho cây như nấm gây bệnh, chúng tập trung phổ biến
ở lá, thân cây và đặc biệt là mầm [35].
2.2.4. Sơ lược về tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học của họ Cà
Từ lâu trong dân gian đã sử dụng lá một số cây họ Cà như lá cà chua, lá
cà tím như một loại thuốc để trị các bệnh ngoài da do nấm, vi khuẩn gây ra.
Nhiều công trình khoa học cũng đã chứng minh tác dụng kháng khuẩn, kháng
nấm trên nhiều đối tượng vi sinh gây bệnh cây và gây bệnh cho người của dịch
chiết từ cây họ Cà.
Theo các tài liệu lá cà chua chứa nhiều glyco-alcaloid, trong đó tomatine chiếm thành phần chủ yếu, -tomatine được Fontain và cộng sự chiết
được lần đầu tiên vào năm 1948 từ lá cà chua ở Nam Mỹ có tên khoa học là
Lycopersicum pimpinellium Miill [31].
Năm 1974, Roddick đã chỉ ra rằng cây cà chua có chứa lượng tomatine
10-30 mg/kg đủ để tiêu diêt vi khuẩn [25]. Thật vậy,theo nghiên cứu của
Sandrok và VanEtten năm 1997, thử nghiệm khả năng nhạy cảm của 23 chủng
giống nấm với tomatine và kết quả cho thấy tomatine có khả năng kháng nấm
trên một phạm vi rộng và có chức năng như một chất kháng chống lại nấm bệnh
gây hại cà chua [24]. Cơ chế kháng nấm của tomatine đã được Shin-ichi Ito và
cộng sự nghiên cứu năm 2007 cho rằng do sự hoạt động của tomatine tạo thành
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

12



Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

phức hợp với màng sterol của nấm có nhóm 3b-hydroxyl tự do, gây ra các lỗ
rỗng và phá huỷ màng tế bào dẫn đến tế bào bị chết [29].
Vai trò tiềm năng của saponin trong việc tăng cường hệ thống miễn dịch
thực vật đối với nấm gây bệnh đã được Osbourn nghiên cứu chi tiết năm 1996.
Các saponin steroid chống nấm mạnh hơn saponin triterpenoid. Cơ chế chống
nấm được giải thích là do khả năng tạo phức với màng sterol của nấm, làm màng
nấm tan rã. Các saponin ở cà chua và yến mạch đã được nghiên cứu là có vai trò
tiềm năng trong việc bảo vệ thực vật chống lại một số nấm gây bệnh [22].
Tuy nhiên, ngoài những nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số nấm gây bệnh
nhạy cảm với tomatine thì theo nghiên cứu Morrisey and Osbourn, năm1999 đã
chỉ ra rằng một số tác nhân gây bệnh cà chua bao gồm Septoria lycopersici,
Botrytis cinerea, Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici, Verticillium albo-atrum
và Asolani lternaria, có thể sản xuất một loại enzyme thuỷ phân đường từ tomatine làm cho -tomatine ít hoặc không có khả năng kháng nấm [15].
Zhao Xue-song và cộng sự năm 2009 đã nghiên cứu các hoạt động kháng
nấm của glycoalkaloids trong họ Cà như chaconine, solasonine, solanine,
solamargine và tomatine chống lại nấm gây bệnh Cercosporella brassicae và
Alternaria porri. Kết quả cho thấy tomatine có hoạt động cao nhất chống lại C.
brassicae và A. porri theo sau là chaconie, solamargine và solasonine, trong khi
đó solanine được đánh giá có hoạt động thấp nhất trong việc kháng nấm [30].
Năm 2012, Adeel Mahmood đã nghiên cứu các hoạt tính sinh học kháng
khuẩn, kháng nấm, kháng oxy hóa của dịch chiết thô từ ba cây thuộc họ
Solanaceae gồm: cây cà độc dược inoxia Mill (Cà độc dược gai tù).Withania
somnifera (L.) Dunal và Solanum surrattense (Cà dại quả đỏ) đối với 7 chủng
vi khuẩn Bacillus subtilis và Staphylococcus aureus (Gram dương), Vibrio

cholera, Enterobacter aerogenes, Klebsiellapneumonia, Agrobacterium
tumefaciens, Escherichia coli (Gram âm) và 2 chủng nấm mốc Aspergillus niger
và Aspergillus fumigate. Kết quả đưa ra các dịch chiết có hoạt động đáng kể
chống lại chống lại bảy chủng vi khuẩn nhưng ít nhạy cảm hơn S.aureus. Trong
đó hoạt động kháng khuẩn nổi bật nhất là dịch chiết từ cây cà độc dược inoxia
Mill, nồng độ ức chế tối thiểu Minimum Inhibitory Concentration (MIC) với
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

13


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

Klebsiellapneumonia, E.coli là 15mg/ml. Kết quả hoạt tính kháng nấm A.niger
của dịch chiết từ cây cà độc dược inoxia là cao nhất và đạt 74%. Dịch chiết từ
cây Solanum surrattense có hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất đạt tới 76% [10].
Cũng trong năm 2012, Sarnthima và cộng sự tiến hành điều tra về hoạt
tính kháng khuẩn dịch chiết Solanum stramonifolium Jacq (Cà trời) bằng
phương pháp khuếch tán đĩa thạch cho thấy sự ức chế rất tốt vi khuẩn gây bệnh
cả gram dương bao gồm Stapyllococcus aureus, Bacillus licheniformis, Bacillus
subtilis và Xanthomonas sp. và vi khuẩn gram âm bao gồm Pseudomonas
aeruginosa và Salmonella typhi [27].
Fumiyuiki Kobayashi và cộng sự năm 2012 cũng đã nghiên cứu về ứng
dụng của hợp chất bay hơi trong cây cà chua trong xử lý các loại nấm
Botryotinis. fuckeliana và Glomerella. cingulata , F. oxysporum f. sp. melonis
nghiên cứu cho thấy sự tăng trưởng của B. fuckeliana, G. cingulata, đã hoàn
toàn bị ức chế còn F. oxysporum f. sp. melonis bị ức chế tỷ lệ xấp xỉ 55% khi

xử lý bằng các hợp chất bay hơi trong lá cà chua [12].
Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của cây họ Cà chủ yếu là các nghiên
cứu ngoài nước, các nghiên cứu trong nước còn hạn chế vì thế rất cần những
nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học của cây họ Cà.
2.3. Phương pháp chiết xuất saponin
Chiết xuất là phương pháp sử dụng dung môi để lấy các chất tan ra khỏi
nguyên liệu với nguyên lý chung là sử dụng dung môi phù hợp để hoà tan chất
cần tách trong nguyên liệu sau đó tiến hành tách dung môi với chất cần tách
trong hỗn hợp để thu được chất cần tách.
Theo các tài liệu, saponin là hợp chất có tính phân cực mạnh, do đó,
thường sử dụng các hợp chất có độ phân cực mạnh như methanol, ethanol hay
nước làm dung môi chiết. Các dung môi như nước, cồn, methanol hoặc hỗn hợp
nước : cồn; nước : methanol được sử dụng rộng rãi trong tách chiết saponin từ
các thành phần thực vật [23,6].
Quá trình chiết bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như [6]:
 Nguyên liệu: độ đồng đều nguyên liệu giúp trích ly hiệu quả hơn
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

14


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

 Dung môi: độ phân cực, độ nhớt, sức căng bề mặt và độ hoà tan chất
chiết của dung môi sẽ là cơ sở lựa chọn dung môi để chiết cấu tử từ nguyên liệu.
Bản chất của cấu tử chiết ảnh hưởng tới việc lựa chọn dung môi chiết. Nếu là
chất phân cực thì thường chọn các dung môi phân cực như nước, methnol,

ethanol,… ngược lại nếu là chất không phân cực hoặc phân cực yếu thì lựa chọn
các dung môi hữu cơ khác như: n-hexan, ether, chlorofrom, ethyl acetat,…
 Yếu tố kỹ thuật:
Nhiệt độ: Từ định luật Fick, khi nhiệt độ chiết tăng thì lượng chất khuếch
tán cũng tăng. Tuy nhiên, nhiệt độ cao cũng có bất lợi do tăng độ trương nở của
tinh bột, tăng độ tan không chỉ của chất cần chiết mà cả các tạp chất. Bên cạnh
đó, chiết ở nhiệt độ cao cũng làm tăng lượng dung môi thất thoát.
Thời gian: thời gian đầu của quá trình chiết các chất có phân tử lượng
thấp khuếch tán trước tiếp đó mới đến các chất có phân tử lượng cao như nhựa,
keo,…Vì vậy, cần chọn thời gian chiết phù hợp để giảm tạp chất vào dịch chiết.
Ngoài ra, các yếu tố về áp suất, pH, dùng sóng siêu âm hay vi sóng,…
cũng có những tác động nhất định lên quá trình chiết.
2.4. Một số chủng vi sinh vật có ảnh hưởng tới nông sản, thực phẩm
2.4.1. Asergillus niger
Aspergillus niger là một loại nấm mốc và là một trong những loài phổ
biến nhất của các chi Aspergillus có trong đất, xác bã thực vật và hoa quả vùng
nhiệt đới. Van Tieghem là người đầu tiên phát hiện và phân lập chủng nấm mốc
A. niger cấu tạo dạng sợi, sinh bào tử (bào tử hở/ bào tử ngoại sinh) và không có
diệp lục, sử dụng nguồn hữu cơ có sẵn để sinh sống. Chúng có thể sinh trưởng
được ở nhiệt độ tối thiểu 6-80 C, tối đa 45-470C và tối ưu ở 25-280C. Ngoài ra,
A. niger sinh trưởng được ở độ ẩm tối thiểu 23%. độ ẩm môi trường thích hợp
để lên men bán rắn là 60-65%, sinh trưởng và phát triển khi có mặt O 2 và pH tối
ưu là 4-6,5 [9,31].
A. niger gây ra một cãn bệnh gọi là nấm mốc ðen trái cây và rau quả nhý
nho, hành tây, ðậu phộng và gây ô nhiễm thực phẩm [31].
15
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội


Khóa luận tốt nghiệp

K54CNTP

Trần Thị Huế -

2.4.2. Bacillus cereus
Bacillus cereus là trực khuẩn gram dương, hiếu khí và kị khí tuỳ tiện, di
động tạo nội bào tử có kích thước 0,5-1,5 x 2-4 µm, lên men glucose sinh hơi,
có khả năng sử dụng nitrate. Chúng được phát hiện lần đầu tiên trong một ca
nhiễm độc thực phẩm vào năm 1955, chúng có thể tăng trưởng ở nhiệt độ 5 đến
500C, tối ưu ở 35-400C, phát triển ở pH 4,5 đến 9,3 và pH thích hợp 7-7,2, dễ tạo
bào tử và bảo tử này nảy mầm dễ dàng [9].
- Vi khuẩn Bacillus cereus phân bố nhiều trong tự nhiên, hiện diện trong
đất, bụi cát, các loại thực phẩm như sữa, rau quả, hổn hợp gia vị, sản
phẩm khô. Vi khuẩn này sản sinh 2 độc tố: [9].
 Độc tố gây tiêu chảy (Type 1): Diarrhoed toxin vi khuẩn sản sinh độc
tố trên thịt , rau quả, gia vị.
 Độc tố gây nôn mửa (Type 2): emetic toxin vi khuẩn nhiễm trong gạo,
cơm nguội, đậu các loại..
2.4.3. Pediococcus acidilactici
Pediococcus acidilactici là một vi khuẩn gram dương không di động,
không sinh bào tử, kỵ khí không bắt buộc. Chúng sinh trưởng tốt trong khoảng
250C đến 400C. Lên men glucose, tạo thành acid lactic L(+) hoặc DL, một số
loài làm giảm pH xuống 3,6 ,một loại vi khuẩn lên men có thể phát triển trong
một loạt các pH, nhiệt độ và áp suất thẩm thấu, do đó có khả năng xâm chiếm
đường tiêu hoá. P.acidilactici có khả năng đối kháng chống lại các vi sinh vật
khác, bao gồm cả tác nhân gây bệnh đường ruột, chủ yếu thông qua việc sản
xuất axit lactic và tiết bacteriocins. Chúng thường được tìm thấy trong các loại
rau lên men, các sản phẩm sữa, ngũ cốc lên men và thịt. Chúng cũng tham gia
vào làm chín và tạo hương vị của một số loại phomat [1].


Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

16


Khóa luận tốt nghiệp
K54CNTP

Trần Thị Huế -

PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu
3.1.1.Đối tượng nghiên cứu
- Lá cà chua thuộc giống cà chua HP5
- Lá khoai tây thuộc giống khoai tây Thường Tín
- Lá cà tím của thuộc giống cà tím Bắc Ninh

Lá cà chua, lá khoai tây, lá cà tím thu nhận ở vườn rau tại Viện nghiên cứu
Rau quả Trâu Quỳ-Gia Lâm-Hà Nội, thời điểm thu nhận tháng 2/2013. Nguyên
liệu sau khi thu hái về tiến hành phân loại, làm sạch, sấy khô, nghiền nhỏ và bảo
quản trong túi PE chống ẩm độ dày 0,1mm.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội

17