Đánh giá hoạt tính sinh học của rutin chiết xuất từ nụ hoa hòe và ứng dụng trong sản xuất cốm

Luận văn thạc sĩ phân tích đánh giá một số hoạt tính sinh học của rutin chiết xuất từ nụ hoa hòe và bước đầu ứng dụng trong, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Nguyễn Huyền Trang
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Hải Hà
• Trường học: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Đánh giá một số hoạt tính sinh học của rutin chiết xuất từ nụ hoa hòe và bước đầu ứng dụng trong sản xuất cốm
• Loại tài liệu: luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. MỤC LỤC
• 1.1. Mục đích, yêu cầu
• 1.2. Tổng quan tài liệu
• 1.2.1. Một số nghiên cứu về cây hoa hòe
• 1.2.1.1. Đặc điểm thực vật học
• 1.2.1.2. Phân bố và sinh thái
• 1.2.1.3. Thành phần hóa học trong hoa hòe
• 1.2.1.4. Ứng dụng hoa hòe trong đời sống
• 1.2.2. Một số nghiên cứu về rutin
• 1.2.2.1. Lịch sử phát triển
• 1.2.2.2. Tên gọi và công thức phân tử
• 1.2.2.3. Đặc tính sinh học của rutin
• 1.2.2.4. Hàm lượng rutin trong một số loài thực vật
• 1.2.2.5. Một số sản phẩm giàu rutin
• 1.2.3. Quy trình sản xuất cốm
• 1.3. Vật liệu – nội dung, phương pháp nghiên cứu
• 1.3.1. Vật liệu nghiên cứu
• 1.3.2. Dụng cụ và hóa chất
• 1.3.3. Dụng cụ và thiết bị
• 1.3.4. Địa điểm nghiên cứu
• 1.3.5. Thời gian nghiên cứu
• 1.3.6. Nội dung nghiên cứu
• 1.3.6.1. Nội dung 1: Xác định được hàm lượng rutin trong nguyên liệu hoa hòe
• 1.3.6.2. Nội dung 2: Tinh sạch và xác định được hàm lượng rutin trong bột rutin tinh sạch
• 1.3.6.3. Nội dung 3: Đánh giá đặc tính sinh học của rutin tinh sạch
• 1.3.6.4. Nội dung 4: Nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung rutin từ bột hoa hòe và rutin tinh sạch đến chất lượng cảm quan và hàm lượng rutin của sản phẩm cốm
• 1.3.7. Phương pháp nghiên cứu
• 1.3.7.1. Phương pháp lấy mẫu
• 1.3.7.2. Phương pháp tinh sạch rutin
• 1.3.7.3. Phương pháp xác định hàm lượng rutin
• 1.3.7.4. Phương pháp đánh giá đặc tính sinh học của rutin tinh sạch từ hoa hòe
• 1.3.7.5. Phương pháp sản xuất cốm
• 1.3.7.6. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm
• 1.3.7.7. Phương pháp xử lý số liệu
• 1.4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
• 1.4.1. Hàm lượng rutin trong nguyên liệu hoa hòe
• 1.4.2. Độ tinh sạch và hàm lượng rutin trong bột rutin tinh sạch
• 1.4.3. Tỷ lệ bột rutin tinh sạch từ hoa hòe
• 1.4.4. Sắc ký phổ và hàm lượng rutin trong bột rutin tinh sạch
• 1.4.5. Đặc tính sinh học của rutin tinh sạch từ hoa hòe
• 1.4.5.1. Khả năng kháng oxy hóa
• 1.4.5.2. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của rutin tinh sạch trên hai chủng vi khuẩn Escherichia coli, Salmonella enterica serovar Typhi
• 1.4.5.3. Khả năng kháng viêm của rutin tinh sạch
• 1.4.6. Chất lượng cảm quan và hàm lượng rutin trong sản phẩm cốm được bổ sung rutin từ bột hoa hòe và rutin tinh sạch
• 1.4.6.1. Sản phẩm cốm và đánh giá chất lượng cảm quan khi bổ sung bột hoa hòe, rutin tinh sạch
• 1.4.6.2. Hàm lượng rutin trong sản phẩm cốm
• 2. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về hoạt tính sinh học của rutin chiết xuất từ nụ hoa hòe

Rutin, một flavonoid glycoside, được chiết xuất từ nụ hoa hòe, đã thu hút sự chú ý trong nghiên cứu nhờ vào hoạt tính sinh học đa dạng của nó. Các nghiên cứu cho thấy rutin có khả năng kháng oxy hóa mạnh mẽ, kháng viêm và hỗ trợ điều trị nhiều bệnh lý. Đặc biệt, nụ hoa hòe chứa hàm lượng rutin cao, từ 25-35%, làm cho nó trở thành nguồn nguyên liệu quý giá cho ngành thực phẩm và dược phẩm.

1.1. Đặc điểm hóa học và sinh học của rutin

Rutin có công thức phân tử C21H20O12, thuộc nhóm flavonoid, nổi bật với khả năng kháng oxy hóa và kháng viêm. Nghiên cứu của Jang et al. (2007) chỉ ra rằng rutin có thể làm giảm thiểu tổn thương tế bào do stress oxy hóa.

1.2. Nguồn gốc và phân bố rutin trong nụ hoa hòe

Nụ hoa hòe là bộ phận chứa hàm lượng rutin cao nhất trong cây, với khả năng biến động từ 6-33% tùy thuộc vào điều kiện trồng trọt. Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc khai thác rutin từ nguồn nguyên liệu này.

II. Thách thức trong việc chiết xuất rutin từ nụ hoa hòe

Mặc dù rutin có nhiều lợi ích, việc chiết xuất và tinh sạch rutin từ nụ hoa hòe vẫn gặp phải một số thách thức. Các phương pháp chiết xuất hiện tại có thể không tối ưu hóa được hàm lượng rutin, dẫn đến hiệu suất thấp trong sản xuất.

2.1. Các phương pháp chiết xuất rutin hiện tại

Các phương pháp chiết xuất như sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) đã được áp dụng, nhưng vẫn cần cải tiến để tăng hiệu suất và độ tinh khiết của rutin.

2.2. Khó khăn trong việc bảo quản và sử dụng rutin

Rutin dễ bị phân hủy dưới tác động của ánh sáng và nhiệt độ cao, điều này gây khó khăn trong việc bảo quản và sử dụng trong sản xuất thực phẩm.

III. Phương pháp chiết xuất rutin từ nụ hoa hòe hiệu quả

Để tối ưu hóa quy trình chiết xuất rutin, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và hiệu quả. Việc sử dụng dung môi phù hợp và điều chỉnh các thông số chiết xuất là rất quan trọng.

3.1. Quy trình chiết xuất rutin bằng dung môi hữu cơ

Sử dụng dung môi hữu cơ như ethanol hoặc methanol có thể giúp tăng cường hiệu suất chiết xuất rutin từ nụ hoa hòe, theo nghiên cứu của Darshan et al. (2014).

3.2. Tinh sạch rutin bằng phương pháp sắc ký

Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) được áp dụng để tinh sạch rutin, giúp đạt được độ tinh khiết cao và loại bỏ tạp chất.

IV. Ứng dụng rutin trong sản xuất cốm dinh dưỡng

Rutin không chỉ có giá trị dinh dưỡng mà còn có thể được ứng dụng trong sản xuất cốm, một sản phẩm ăn liền phổ biến. Việc bổ sung rutin vào cốm có thể nâng cao giá trị dinh dưỡng và hỗ trợ sức khỏe.

4.1. Quy trình sản xuất cốm bổ sung rutin

Quy trình sản xuất cốm tại Công ty cổ phần Biolife đã được điều chỉnh để bổ sung rutin từ nụ hoa hòe, nhằm tăng cường hàm lượng dinh dưỡng cho sản phẩm.

4.2. Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm cốm

Kết quả đánh giá cho thấy sản phẩm cốm bổ sung rutin có chất lượng cảm quan tốt, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.

V. Kết luận và triển vọng nghiên cứu về rutin

Nghiên cứu về rutin chiết xuất từ nụ hoa hòe đã mở ra nhiều cơ hội mới trong lĩnh vực thực phẩm và y học. Việc khai thác rutin không chỉ giúp nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

5.1. Tương lai của rutin trong ngành thực phẩm

Rutin có thể trở thành một thành phần quan trọng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng, hỗ trợ sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật.

5.2. Khuyến nghị cho nghiên cứu tiếp theo

Cần tiếp tục nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chiết xuất và ứng dụng rutin, nhằm phát triển các sản phẩm mới từ nụ hoa hòe.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nụ hoa hòe là nguồn dược liệu tự nhiên giàu hợp chất flavonoid, trong đó rutin chiếm tỷ lệ vượt trội từ 6% đến 33% tùy thuộc vào điều kiện thổ nhưỡng và thời điểm thu hái. Tại Việt Nam, hoa hòe được canh tác rộng rãi tại các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ và Tây Nguyên, tiêu biểu là tỉnh Thái Bình với truyền thống canh tác lâu đời. Tuy nhiên, việc khai thác hoạt chất rutin trong nước phần lớn dừng lại ở các phương thức chế biến thô sơ như sao khô pha trà hoặc sắc nước, làm thất thoát đáng kể hoạt chất sinh học quý giá và khó kiểm soát liều lượng sử dụng trong phòng ngừa bệnh tật.

Đề tài nghiên cứu được thực hiện nhằm mục tiêu xác định chính xác hàm lượng rutin trong nụ hoa hòe nguyên liệu tại Thái Bình, hoàn thiện quy trình tinh sạch đạt độ tinh khiết cao, đánh giá toàn diện các hoạt tính sinh học gồm khả năng chống oxy hóa, kháng khuẩn và kháng viêm, đồng thời ứng dụng thành công bột rutin tinh sạch vào công nghệ sản xuất cốm dinh dưỡng. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm từ tháng 9 năm 2017 đến tháng 10 năm 2018 tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Hóa sinh và Phòng thí nghiệm Trung tâm thuộc Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam, kết hợp cùng dây chuyền chế biến của Công ty Cổ phần Biolife.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của công trình thể hiện qua các chỉ số định lượng cụ thể: nguyên liệu nụ hoa hòe Thái Bình đạt hàm lượng rutin 24.38%, quy trình tinh chế đạt hiệu suất thu hồi 25.10% với độ tinh sạch vượt mức 95.20%. Hoạt tính dập tắt gốc tự do DPPH đạt giá trị IC50 là 47.38 µg/ml và khả năng ức chế oxit nitric trong phản ứng viêm tế bào đạt hiệu quả cao. Thành phẩm cốm dinh dưỡng chứa 4g đến 5g rutin tinh sạch trên 500g sản phẩm đảm bảo chỉ tiêu cảm quan và độ ẩm tiêu chuẩn từ 3% đến 5%, mở ra tiềm năng thương mại hóa các dòng thực phẩm chức năng bảo vệ thành mạch có nguồn gốc từ nông sản Việt.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên khung lý thuyết hóa sinh thực vật và dược lý học hiện đại về nhóm hợp chất flavonoid glycoside, trọng tâm là phân tử rutin (quercetin-3-rutinoside, công thức phân tử C27H30O16, khối lượng mol 610.52 g/mol). Phân tử rutin cấu tạo bởi nhân flavonoid quercetin liên kết với disaccharide rutinose qua liên kết glycoside tại vị trí carbon số 3.

Khung lý thuyết về chống oxy hóa giải thích khả năng trung hòa gốc tự do thông qua việc chuyển nhượng hydro từ các nhóm hydroxyl phenolic, làm mất màu gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) tại bước sóng cực đại 517 nm. Đồng thời, lý thuyết miễn dịch tế bào làm rõ cơ chế ức chế enzyme nitric oxide synthase cảm ứng (iNOS) và cyclooxygenase-2 (COX-2) trên đại thực bào RAW 264.7 khi bị kích thích bởi lipopolysaccharide (LPS). Quá trình này kiểm soát nồng độ oxit nitric (NO) sinh ra mà không gây độc tế bào, được xác thực qua phương pháp so màu enzym khử MTT tại bước sóng 570 nm.

Phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là 5.0 kg nụ hoa hòe tươi thu hái có chủ đích tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình vào vụ thu hoạch tháng 9 và tháng 10 năm 2017. Phương pháp chọn mẫu tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam: chỉ chọn chùm hoa có 5 đến 10 nụ bắt đầu hé, tỷ lệ hoa nở không vượt quá 10%, sấy khô ở nhiệt độ 50 độ C và nghiền nhỏ. Bột nguyên liệu được chiết tách qua hệ thống dung môi methanol và kết tủa phân đoạn bằng dung dịch axit sunfuric đậm đặc.

Định lượng rutin được tiến hành bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) trên hệ thống cột pha đảo C18 Ascentis, đầu dò UV tại bước sóng 257 nm, nhiệt độ cột 40 độ C, tốc độ dòng 1.0 ml/phút với hệ pha động gradient nước siêu lọc và acetonitrile trong thời gian 30 phút. Phương pháp HPLC được lựa chọn vì mang lại độ nhạy cao, độ phân giải sắc nét và loại bỏ hoàn toàn các sai số so với phương pháp đo quang thông thường.

Hoạt tính kháng khuẩn được thử nghiệm in vitro bằng kỹ thuật khuếch tán đĩa thạch trên môi trường Nutrient Agar đối với hai chủng vi khuẩn đường ruột là Escherichia coli và Salmonella enterica serovar Typhi ở các nồng độ rutin từ 400 µg/ml đến 1000 µg/ml trong 20 giờ ở 37 độ C. Hoạt tính kháng viêm và sức sống tế bào được định lượng trên dòng tế bào RAW 264.7 ở hai mức nồng độ rutin 30 µg/ml và 100 µg/ml. Quy trình sản xuất cốm phối trộn thử nghiệm trên mẻ 500g gồm bột đậu xanh, đường kính, lactose, glucose, vitamin C với 40g - 50g bột hoa hòe hoặc 4g - 5g rutin tinh sạch, tạo hạt qua rây kích thước 0.8 đến 1.0 mm và sấy ở 50 độ C trong 8 giờ.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hàm lượng rutin trong nguyên liệu nụ hoa hòe Thái Bình đạt tỷ lệ 24.38%, cao hơn 1.3 đến 1.5 lần so với hàm lượng rutin trung bình tại một số vùng trồng khác. Quy trình tinh sạch đạt hiệu suất thu hồi bột rutin 25.10% với độ tinh sạch quang phổ HPLC đạt 95.20%.
2. Rutin tinh sạch thể hiện hoạt tính chống oxy hóa mạnh mẽ với chỉ số IC50 đạt 47.38 µg/ml, làm mất màu gốc tự do DPPH theo hàm phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ từ 20 µg/ml đến 45 µg/ml.
3. Thử nghiệm kháng khuẩn ghi nhận đường kính vòng vô khuẩn mở rộng tương ứng theo nồng độ tăng dần từ 400 µg/ml đến 1000 µg/ml trên cả hai chủng vi khuẩn Escherichia coli và Salmonella enterica serovar Typhi sau 20 giờ nuôi cấy liên tục.
4. Ở nồng độ 30 µg/ml và 100 µg/ml, rutin ức chế mạnh mẽ quá trình sản sinh khí NO trên tế bào đại thực bào RAW 264.7 bị kích thích bởi LPS, đồng thời tỷ lệ tế bào sống sót qua kiểm tra MTT đạt trên 92.5%, chứng minh hoạt tính kháng viêm vượt trội và an toàn tuyệt đối với tế bào sống.
5. Mẫu cốm bổ sung 4g và 5g rutin tinh sạch đạt điểm đánh giá cảm quan 18.2/20 điểm, sở hữu màu vàng sáng đồng đều, hạt xốp giòn kích thước 0.8 đến 1.0 mm, vị ngọt thanh và độ ẩm thành phẩm ổn định từ 3.2% đến 4.1%, vượt trội hơn hẳn so với mẫu bổ sung bột hoa hòe thô bị thẫm màu và có vị chát ngái.

Thảo luận kết quả

Hàm lượng rutin 24.38% trong nụ hoa hòe thu hái tại Thái Bình khẳng định lợi thế vượt bậc của nguồn dược liệu Việt Nam khi so sánh với các loài thực vật khác như cây kiều mạch Fagopyrum tataricum (chứa 482.6 mg/100g ở thân và 2876.0 mg/100g ở lá), cây bạch hoa gai (chứa khoảng 2.76% trong lá) hay ớt đỏ nhiệt đới (chỉ đạt 0.069 mg/g). Kết quả sắc ký đồ HPLC thể hiện pic rutin tinh khiết tại thời gian lưu đơn nhất, không xuất hiện các đỉnh tạp chất của polyphenol bậc thấp.

Hoạt tính quét gốc tự do DPPH với IC50 là 47.38 µg/ml giải thích rõ vai trò dập tắt chuỗi peroxy hóa lipid màng tế bào. Trên đồ thị so màu kháng viêm, rutin thể hiện đường cong ức chế NO tương đương chất đối chứng dương Cardamonin ở nồng độ 3.0 µM. Khi đưa vào chế biến cốm dinh dưỡng, việc tinh sạch rutin giúp loại bỏ hoàn toàn tanin và chất diệp lục không tan, tránh hiện tượng hút ẩm và biến màu sản phẩm trong thời gian bảo quản 6 tháng ở nhiệt độ phòng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Chuẩn hóa vùng trồng dược liệu hoa hòe theo tiêu chuẩn GACP-WHO: Quy hoạch vùng canh tác chuyên canh tại các huyện Đông Hưng và Thái Thụy thuộc tỉnh Thái Bình, kiểm soát thời điểm thu hoạch nghiêm ngặt khi chùm hoa đạt từ 5 đến 10 nụ chớm nở để bảo đảm hàm lượng rutin luôn đạt trên 25.0%. Mục tiêu hoàn thành trong vòng 18 tháng dưới sự chỉ đạo của Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn.
2. Tối ưu hóa công nghệ chiết xuất và tinh sạch quy mô bán công nghiệp: Nâng cấp dây chuyền chiết xuất hồi lưu và hệ thống sấy đông khô chân không công suất 100 kg nguyên liệu mỗi mẻ, thay thế dung môi methanol bằng cồn thực phẩm ethanol 70% để nâng tỷ lệ thu hồi lên trên 28.0% và độ tinh sạch đạt 98.0% trong thời gian 12 tháng do các trung tâm R&D doanh nghiệp dược thực hiện.
3. Đa dạng hóa công thức sản phẩm cốm dinh dưỡng giàu flavonoid: Ứng dụng tỷ lệ phối trộn tối ưu 4g rutin tinh chế kết hợp cùng 1.5g vitamin C cho mỗi đơn vị 500g khối lượng cốm tại Công ty Cổ phần Biolife, mở rộng nghiên cứu sang dạng viên ngậm và bột hòa tan cho trẻ nhỏ và người cao tuổi trong vòng 9 tháng tới.
4. Xây dựng hồ sơ tiêu chuẩn chất lượng và thử nghiệm tiền lâm sàng: Phối hợp cùng các viện nghiên cứu chuyên ngành kiểm định khả năng tăng độ bền thành mao mạch và giảm cholesterol máu trên mô hình động vật, hoàn thiện đăng ký công bố sản phẩm bảo vệ sức khỏe với Cục An toàn Thực phẩm trong thời hạn 24 tháng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Giảng viên và học viên cao học chuyên ngành Công nghệ thực phẩm và Hóa sinh: Tiếp cận nguồn tư liệu thực nghiệm chuẩn mực về phương pháp định lượng HPLC, quy trình thử nghiệm hoạt tính sinh học in vitro và kỹ thuật nuôi cấy tế bào đại thực bào RAW 264.7.
2. Chuyên viên R&D tại các công ty thực phẩm chức năng và dược phẩm: Ứng dụng trực tiếp thông số công nghệ tạo hạt 0.8 đến 1.0 mm, nhiệt độ sấy 50 độ C và tỷ lệ phối chế 4g - 5g hoạt chất trên 500g sản phẩm để phát triển các sản phẩm chăm sóc hệ tuần hoàn.
3. Hợp tác xã và doanh nghiệp chế biến dược liệu: Khai thác quy trình sơ chế và tinh sạch nụ hoa hòe để gia tăng giá trị thương phẩm gấp 3 đến 5 lần so với việc tiêu thụ nông sản thô chưa qua chế biến sâu.
4. Bác sĩ và chuyên gia dinh dưỡng lâm sàng: Nắm vững các bằng chứng khoa học về khả năng chống oxy hóa, kháng khuẩn đường ruột và tính an toàn của rutin để tư vấn chế độ bổ sung dinh dưỡng hỗ trợ người bệnh suy giãn tĩnh mạch hoặc xơ cứng mao mạch.

Câu hỏi thường gặp

Rutin từ nụ hoa hòe có ưu điểm gì vượt trội so với các nguồn thực vật khác?

Nụ hoa hòe Thái Bình chứa hàm lượng rutin tự nhiên đạt tới 24.38%, cao gấp 8 đến 15 lần so với kiều mạch (chỉ đạt từ 1.5% đến 3.5%) và cao hơn hàng trăm lần so với các loại rau củ thông thường như bắp cải hay ớt chuông (dưới 0.07 mg/g), giúp tối ưu hóa hiệu suất chiết xuất công nghiệp.

Tại sao cần phải tinh sạch rutin đạt độ tinh khiết trên 95% trước khi đưa vào sản xuất cốm?

Bột hoa hòe thô chứa nhiều tanin, diệp lục và chất nhựa gây vị đắng ngắt, màu xanh thẫm và làm khối cốm nhanh hút ẩm. Rutin tinh sạch đạt 95.20% giúp loại bỏ hoàn toàn các tạp chất này, mang lại màu vàng sáng tự nhiên, vị ngọt dịu và định lượng chính xác 4g đến 5g hoạt chất trên 500g thành phẩm.

Hoạt tính kháng viêm của rutin trên tế bào RAW 264.7 được chứng minh bằng cơ chế nào?

Rutin ức chế enzyme iNOS làm giảm sự sản sinh khí NO do nội độc tố vi khuẩn LPS kích thích trên đại thực bào ở các nồng độ 30 µg/ml và 100 µg/ml. Phép thử MTT tại bước sóng 570 nm cho thấy tỷ lệ tế bào sống sót luôn duy trì trên 92.5%, khẳng định khả năng kháng viêm mạnh và không độc hại.

Khả năng dập tắt gốc tự do của rutin tinh khiết được đánh giá qua chỉ số nào?

Khả năng chống oxy hóa của rutin được xác định qua thử nghiệm DPPH với nồng độ ức chế 50% gốc tự do đạt IC50 là 47.38 µg/ml. Phân tử rutin giải phóng các nguyên tử hydro từ nhóm phenolic hydroxyl để trung hòa chuỗi gốc tự do, bảo vệ màng lipid tế bào khỏi phản ứng oxy hóa phá hủy.

Quy trình sản xuất cốm bổ sung rutin cần kiểm soát những thông số kỹ thuật nào?

Quy trình yêu cầu kiểm soát hạt rây qua lưới kích thước 0.8 đến 1.0 mm, sấy ổn nhiệt ở 50 độ C trong đúng 8 giờ để đưa độ ẩm sản phẩm về mức 3.2% đến 4.1%. Các thông số này giúp viên cốm đạt độ giòn xốp tối đa, không bị vỡ vụn và bảo tồn nguyên vẹn hoạt tính rutin trong 6 tháng.

Kết luận

• Xác định hàm lượng rutin trong nguyên liệu nụ hoa hòe Thái Bình đạt 24.38%, khẳng định nguồn cung cấp hoạt chất dồi dào cho công nghiệp dược thực phẩm.
• Tinh sạch thành công rutin với hiệu suất thu hồi 25.10% và độ tinh khiết HPLC đạt 95.20%, loại bỏ triệt để các tạp chất cản trở hấp thu.
• Chứng minh hoạt tính sinh học đa dạng của rutin tinh sạch gồm khả năng kháng oxy hóa với IC50 đạt 47.38 µg/ml, kháng khuẩn E. coli và Salmonella, cùng khả năng kháng viêm an toàn trên tế bào đại thực bào RAW 264.7.
• Hoàn thiện công nghệ chế biến cốm bổ sung 4g đến 5g rutin tinh sạch/500g sản phẩm đạt điểm cảm quan xuất sắc và độ ẩm tối ưu từ 3% đến 5%.
• Mở ra giải pháp chế biến sâu nâng cao giá trị chuỗi nông sản hoa hòe truyền thống tại các vùng dược liệu Việt Nam.

Luận văn đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu khoa học từ nghiên cứu cơ bản đến ứng dụng công nghệ thực phẩm, tạo nền tảng vững chắc để chuyển giao sản xuất các chế phẩm bổ sung flavonoid. Trong giai đoạn 12 đến 24 tháng tới, việc thử nghiệm lâm sàng và mở rộng quy mô pilot cần được xúc tiến mạnh mẽ. Các doanh nghiệp và đơn vị nghiên cứu có thể áp dụng ngay quy trình công nghệ này để thương mại hóa các dòng cốm dinh dưỡng bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Rutin thuộc nhóm flavonoid glycoside có tên gọi khác là rutoside hoặc quercetin-3-rutinoside, là hợp chất có nhiều đặc tính sinh học quý và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học công nghệ. Đặc tính sinh học nổi bật của rutin thể hiện thông qua khả năng kháng oxy hóa (Jang et al., 2007); kháng viêm (Suky et al., 2014); có khả năng làm giảm tính thấm của mao mạch, giảm sự xuất huyết, chống co thắt do rutin có tác dụng làm tăng tính bền vững của mao mạch (Yang et al., 2012), có khả năng hỗ trợ điều trị bệnh đường ruột, tăng khả năng duy trì collagen giữ bền sụn [88]. Ngoài ra rutin còn thể hiện khả năng kháng một số vi khuẩn gây bệnh trên cơ thể người (Aditya Ganeshpurkar et al. Bên cạnh đó, rutin không gây độc đối với cơ thể người khi sử dụng liều lượng cao, nghiên cứu của Boyle et al.

Dựa trên các đánh giá này, nhiều sản phẩm giàu rutin có mặt trên thị trưởng như: Rutin with Vitamin C của công ty Lifeplan (Anh), Rutin (500mg) của công ty Swanson (Tây Ban Nha), Rutin (250mg) của công ty iherb và nhiều dạng sản phẩm khác. Đây là các sản phẩm được bổ sung rutin với thành phần nguyên liệu chủ yếu là đường, tinh bột và một lượng nhỏ vitamin C nhưng chi tiết về tỷ lệ cũng như quy trình sản xuất không được công bố [90,91,92]. Trong tự nhiên rutin có mặt trong một số loài thực vật với hàm lượng khác nhau như: lúa mạch ba góc ở châu Âu có chứa 2-3% rutin, trong lá bạch đàn ở (Oxtraylia) lượng rutin chiếm 10-19% rutin, trong táo ta lượng rutin chiếm 1. Đây là nguồn nguyên liệu để khai rutin ở một số nước phát triển khu vực Châu Âu, Mỹ (Ngô Văn Thu, 1998).

Ở Việt Nam, hoa hòe là loại thực vật có chứa nhiều rutin, tuy nhiên mỗi bộ phận cây có chứa hàm lượng rutin khác nhau, trong đó nụ hoa hòe có chứa lượng rutin lớn nhất, có thể đạt tới 28% thậm trí 33% (trích theo Đỗ Tất Lợi, 1999). Ngoài ra, hàm lượng rutin trong hoa hòe còn phụ thuộc vào điều kiện trồng trọt, lượng rutin có thể biến động từ 6-33% (trích 1 theo Đỗ Tất Lợi, 1999). Điều này cho thấy một tiềm năng lớn về nguồn vật liệu khai thác rutin từ hoa hòe Việt Nam. Tuy nhiên những đánh giá về đặc tính sinh học của rutin trồng tại Việt Nam cũng như khả năng ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và y học còn chưa được đánh giá chi tiết hoặc chưa được công bố [93].

Cốm là sản phẩm ăn liền, phù hợp với nhiều lứa tuổi trong đó đặc biệt trẻ nhỏ bởi tính tiện dụng. Sản phẩm cốm được sản xuất tại Công ty cổ phần Biolife với các thành phần chính bột đỗ xanh, đường kính, lactose, glucose, chất độn glucidex và vitamin C. Đây là sản phẩm nhằm mục đích hỗ trợ dinh dưỡng và vitaminC cho cơ thể. Với mong muốn bổ sung lượng rutin cho cơ thể người, việc tinh sạch cũng như đánh giá đặc tinh sinh học của rutin hoa hòe trồng tại Việt nam và đánh giá khả năng bổ sung vào sản phẩm sẽ là cơ sở khoa học để khai thác rutin từ loại cây trồng này, qua đó thúc đẩy sản xuất sản phẩm cũng như thúc đẩy việc trồng trọt cây hoa hòe [94].

Thực hiện đề tài “Đánh giá một số hoạt tính sinh học của rutin chiết xuất từ nụ hoa hòe và bước đầu ứng dụng trong sản xuất cốm” nhằm mục đích và yêu cầu sau. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 1. Mục đích Đánh giá được đặc tính sinh học và ứng dụng rutin tinh sạch từ hoa hòe vào quy trình sản xuất cốm 1. Yêu cầu - Xác định được hàm lượng rutin trong nguyên liệu hoa hòe - Tinh sạch được rutin làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm cốm giàu rutin từ hoa hòe.

- Xác định được một số đặc tính sinh học của rutin tinh sạch từ hoa hòe: khả năng kháng oxi hóa, khả năng kháng khuẩn, khả năng kháng viêm và độc tính đối với tế bào của rutin tinh sạch từ hoa hòe. - Đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung rutin từ bột hoa hòe và rutin tinh sạch đến chất lượng cảm quan và hàm lượng rutin trong sản phẩm cốm. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CÂY HOA HÒE 2.

Đặc điểm thực vật học Còn goịlàhòe mễ, hòe hoa mễ, hòe hoa Tên khoa hoc:̣ Sophora Japonica L. Người ta thường dùng nu ̣hoa hòe sấy khô hoăc̣ quảhoè Cây hòe thân gỗ, to, cao cóthểđến 15m, thân thẳng, có vỏhơi nứt nẻ. Cành hình trụ, nằm ngang, nhẵn, màu lục nhat,̣ cónhững chấm trắng. Lákép lông chim lẻ, mọc so le, gồm 11-17 láchét moc̣ đôi, hı̀nh bầu duc̣ thuôn, dài 3-4,5cm, rông̣ 1,2- 2 cm, màu luc̣ nhạt, măṭdưới cólông.

Cuṃ hoa moc̣ ởđầu cành thành chùm dài 20cm, phân thành nhiều nhánh. Hoa nhỏ, màu trắng hoặc vàng nhaṭ. Cánh hoa mỏng ngắn, hı̀nh tim cuṭởgốc, mép cong lên, nhị rời nhau, bao phấn hınh̀ bầu duc̣. Quả đâu,̣ hınh̀ tràng hat,̣ nhẵn, thắlaịkhông đều giữa các hat,̣ đầu cómũinhoṇ ngắn.

Mỗi quảcó 2- 5 hat,̣ hạt hình bầu dục, hơi dẹt, nhẵn, có màu đen bóng (Đỗ Tất Lợi, 1999). Phân bố và sinh thái Các bô ̣phâṇcủa cây như: hoa, quả,lá đều cóthể sửdung̣ đươc̣ nhưng nu ̣hòe làbô ̣phâṇtập trung nhiều nhất lượng rutin chứa 6 – 33 % (Đỗ Tất Lơi,̣ 1999). Để thu hái nụ, người ta choṇ những chùm hoa cótừ5 - 10 hoa nở (không nên thu hoạch sớm quá hoặc muộn quá, năng suất thấp). Dùng sào tre nhỏ làm chạc đôi dễ bẻ cuống chùm hoa.

Thời gian thu hái chủ yếu từ tháng 5 đến tháng 10 dương lịch (rộ nhất vào tháng 7-8) vào buổi sáng khi trời khô ráo. Sau đó, phơi luôn trong ngày cho đến khi bóp nụ giòn tan là được. Có nơi người thu hoạch thu hái làm hai vụ: - Vụ mùa từ tháng 4 đến tháng 9, năng suất thu hoạch cao hàm lượng rutin không bằng vụ chiêm. - Vụ chiêm từ tháng 10 đến tháng 1 năm sau, năng suất thu hoạch thấp hàm lượng rutin cao.

Việc phơi hay sấy khô cần được tiến hành nhanh chóng. Nếu thu hoạch 0 vào thời tiết mưa, có thể sấy ở 60-70 C. Dược liệu có màu vàng, vị hơi đắng, dài 0.3 cm, cánh hoa vàng nâu, đài hoa vàng xám. Loại 3 nụ có màu vàng ngà; không ẩm mốc; không lẫn cuống lá, nụ nhỏ và tạp chất là tốt.

Nụ hòe có thể dùng sống hoặc sao cháy. Dược điển Việt Nam quy định hoa nở lẫn vào không được quá 10%. Hoa dài 4-8 mm, rộng 2-3 mm phần đài chiếm 2/3 toàn bộ chiều dài, đài hình chuông, phía dưới có cuống ngắn. Sau khi bị khô thì cánh hoa nở trên nền vàng, vị hơi đắng.

Hoa nở rồi cũng dùng chứ không bỏ đi nhưng phân loại riêng (Mr. Hòe được trồng rộng rãi ở các tỉnh phía Bắc hiện nay vốn là cây nhập nội, chưa rõ nguồn gốc. Từ năm 1978, cây được đưa vào các tỉnh Tây nguyên, ven biển miền Trung sau lan ra các tỉnh khác. Những tỉnh trồng nhiều hòe hiện nay là Thái Bình, Ninh Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Nam, Lai Châu (vùng Điện Biên), Sơn La, Vĩnh Phúc, Bắc Giang.

Trên thế giới hòe cũng được trồng ở Trung Quốc, Nhật Bản và một số nước khác. Hòe thuộc loại cây gỗ trung sinh, ưa sáng và ưa ẩm, thường được trồng ở vườn gia đình xen với cây ăn quả. Vài năm trở lại đây, cây được trồng có kết quả tốt ở cả vùng đồi, đất cao nguyên ở Mộc Châu, Điện Biên, Đắc Lắc hoặc ở đất mới khai hoang vùng Tam Điệp (Ninh Bình). Nhiệt độ không khí trung bình khoảng o 23-26 C.

Cây ít thấy trồng ở những vùng cận nhiệt đới, núi cao như Sa Pa (Lào Cai); Đồng Văn (Hà Giang). Những cây trồng ở trại thuốc Tam Đảo phát triển kém hơn cây trồng ở vùng đồi trung du và đồng bằng. Cây trồng từ hạt sau 3-4 năm bắt đầu có quả các năm sau nhiều hơn (Viêṇdươc̣ liêu,̣ 2003). Trong dân gian, người ta phân biệt cây hòe nếp và cây hòe tẻ.

Kinh nghiệm của Thái Bình (nơi có trồng nhiều hòe nhất trong cả nước) cho biết: - Hòe nếp: hoa to, nhiều, đều, nở cùng một lúc, có màu nhạt, cuống ngắn. Cây phát triển nhanh, phân nhiều cành. - Hòe tẻ: hoa nhỏ, thưa thớt, không đều nở nhiều đợt, có màu sẫm hơn, cuống dài. Cây vồng cao, phân ít cành.

Thành phần hóa học trong hoa hòe Trong hoa hòe có rất nhiều thành phần, trong đó chủ yếu là rutin. Tùy từng điều kiện cụ thể về khí hậu, thổ nhưỡng, trồng trọt và cách thu hái mà hàm lượng rutin là khác nhau. Thông thường thu hái vào lúc nụ hòe còn non, tại đây hàm lượng rutin đạt mức cao nhất. Theo tác giả Lê Quang Toàn, (1974) quy định hàm o lượng rutin đã sấy khô trước 60 C trong 6 giờ không được thấp hơn 20%.

Thành phần rutin có trong các bộ phận hoa hòe Các bộ phận Thành phần rutin (%) Lá hoa hoè 4–5 Vỏ quả 4–11 Lá chét 5–6 Hạt 0.5-2 Cành con 5–6 Nụ hoa hòe 25-35 Nguồn: Lê Quang Toàn (1974) Thành phần rutin trong bảng 2.1 cho thấy: trong nụ hoa hòe rất giàu rutin chứa lên đến 25 – 35%. Trong lá hoa hòe chứa (4-5%), trong vỏ quả (4-11%), trong lá chét (5-6%), trong cành non (5-6%), trong hạt (0. Ngoài ra trong hoa hòe còn có chứa quercetin, betulin, sophoradiol, sophorin A, sophorin B, sophorin C, sophorose (Lê Quang Toàn, 1974). Như vậy, từ nụ hoa đến hình thành quả, hàm lượng rutin ở mức cao, do đó bộ phận nụ hoa, hoa được chúng tôi sử dụng trong nghiệ cứu này.

Ứng dụng hoa hòe trong đời sống Tác dụng cầm máu: hoa hòe có tác dụng rút ngắn thời gian chảy máu, sao thành than tác dụng càng tăng. Tác dụng với mao mạch: hoa hòe có tác dụng giảm bớt tính thẩm thấu của mao mạch và làm tăng độ bền của thành mao mạch. Tác dụng hạ mỡ trong máu: hoa hòe có tác dụng làm giảm cholesterol trong máu của gan và ở cửa động mạch, giúp phòng ngừa xơ vữa động mạch. Tác dụng chống có thắt và chống loét: hoa hòe có tác dụng giảm trương lực cơ trơn của đại tràng và phế quản.

Tác dụng chống tiêu chảy: nước hoa hòe có tác dụng giúp kích thích niêm mạc ruột sinh chất tiết dịch có tác dụng làm giảm tiêu chảy. Tác dụng chống viêm: hoa hòe có tác dụng chống viêm, kháng khuẩn hiệu quả (Ippolito et al. Bài thuốc từ hoa hòe trong đời sống Chữa đi ngoài ra máu: nu ̣hoa hòe 20g, látrắc bá20g, hoàng liên 8g, kinh giới 8g sắc nhỏnấu nước uống. 5 Chữa tăng huyết áp, đau mắt: nu ̣hoa hòe 10g, lásen hoăc̣ ngósen 10g, cúc hoa vàng 4g sắc nước uống.