Tổng quan nghiên cứu

Đậu tương (Glycine max) là nguồn thực phẩm giàu isoflavon, một nhóm phytoestrogen có tác dụng sinh học đa dạng như chống oxy hóa, chống ung thư, giảm nguy cơ tim mạch và hỗ trợ giảm các triệu chứng mãn kinh. Theo báo cáo ngành, hàm lượng isoflavon trong phôi đậu tương đạt khoảng 19,4 mg/g, trong đó Glycitin chiếm 41,15%, Daidzin 15,41%, Genistin 9,84% và các isoflavon khác chiếm phần còn lại. Tuy nhiên, việc ứng dụng isoflavon trong thực phẩm chức năng và dược phẩm đòi hỏi công nghệ bào chế phù hợp để bảo toàn hoạt tính và nâng cao hiệu quả sử dụng.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng quy trình bào chế viên nang cứng chứa phytoestrogen chiết xuất từ đậu tương, đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng như hàm lượng isoflavon, độ ẩm, độ rã và tính ổn định. Nghiên cứu được thực hiện tại Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội trong giai đoạn 2015-2017, với quy mô bào chế thử nghiệm 1000 viên nang.

Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc phát triển sản phẩm viên nang phytoestrogen có hàm lượng hoạt chất ổn định, đáp ứng tiêu chuẩn chất lượng, góp phần đa dạng hóa sản phẩm công nghệ thực phẩm và hỗ trợ sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là phụ nữ trong giai đoạn mãn kinh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

  • Lý thuyết về phytoestrogen và isoflavon: Isoflavon là hợp chất flavonoid có cấu trúc tương tự estrogen, có khả năng liên kết với thụ thể estrogen, từ đó tác động sinh học như chống oxy hóa, chống ung thư, giảm loãng xương và hỗ trợ giảm các triệu chứng mãn kinh.
  • Mô hình bào chế viên nang cứng: Bao gồm các thành phần vỏ nang, tá dược độn, tá dược trơn, tá dược dính và tá dược rã, ảnh hưởng đến tính chất vật lý và dược động học của viên nang.
  • Khái niệm chính:
    • Độ ẩm bột: ảnh hưởng đến tính ổn định và khả năng đóng nang.
    • Chỉ số Carr: đánh giá tính chảy của bột.
    • Thời gian rã viên nang: chỉ tiêu quan trọng đảm bảo giải phóng hoạt chất.
    • Hàm lượng isoflavon: chỉ tiêu định lượng hoạt chất chính trong sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

  • Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu isoflavon chiết xuất từ đậu tương với hàm lượng chuẩn 5%, các tá dược như Avicel PH100, Magnesi carbonat, PVP K30, Magnesi stearat.
  • Phương pháp phân tích:
    • Định tính và định lượng isoflavon bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với detector UV, sử dụng dung môi methanol và acid phosphoric.
    • Đánh giá tính chất vật lý của bột: tỷ trọng biểu kiến, chỉ số Carr, độ ẩm, phân bố kích thước hạt.
    • Kiểm tra độ rã viên nang theo tiêu chuẩn dược điển.
    • Xác định giới hạn nhiễm khuẩn theo phương pháp vi sinh tiêu chuẩn.
  • Timeline nghiên cứu:
    • Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu và thiết bị.
    • Xây dựng công thức bào chế và khảo sát ảnh hưởng các tá dược.
    • Thử nghiệm quy trình bào chế quy mô 1000 viên.
    • Đánh giá chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Hàm lượng isoflavon trong nguyên liệu và bột thuốc:

    • Hàm lượng isoflavon tổng đạt 5,038 mg/viên, trong đó Daidzein chiếm 43,86%, Genistein 0,16%, Glycitin 41,15%.
    • Sau quá trình sấy ở 60°C trong 6 giờ, hàm lượng isoflavon giảm nhẹ còn 4,226 mg/viên, tương đương 84% so với ban đầu.
  2. Ảnh hưởng của tá dược hút ẩm (Magnesi carbonat) đến độ ẩm bột:

    • Độ ẩm bột giảm từ 3,79% xuống còn 2,71% khi tăng hàm lượng Magnesi carbonat từ 0 đến 83,2 mg.
    • Sau 24 giờ, độ ẩm bột chứa 83,2 mg Magnesi carbonat là 10,49%, thấp hơn đáng kể so với mẫu không chứa tá dược hút (18,25%).
  3. Ảnh hưởng của tá dược dính (PVP K30) đến thời gian rã viên nang:

    • Viên nang chứa 0,05 ml PVP 5% có thời gian rã 17,8 phút, tăng so với 12,4 phút của viên không chứa PVP.
    • Tăng nồng độ PVP lên 10% làm thời gian rã kéo dài đến 26,1 phút, ảnh hưởng đến giải phóng hoạt chất.
  4. Ảnh hưởng của tá dược rã (Avicel PH100) đến tính chất viên nang:

    • Tỷ trọng biểu kiến dao động từ 0,731 đến 0,741 mg/ml khi tăng hàm lượng Avicel từ 20 đến 30 mg.
    • Thời gian rã viên nang ổn định khoảng 24 phút, phân bố kích thước hạt chủ yếu trong khoảng 0,18-0,50 mm.
  5. Ảnh hưởng thời gian trộn và nhào ẩm đến chất lượng viên nang:

    • Thời gian trộn 10 phút và nhào ẩm 15 phút cho kết quả viên nang có tỷ trọng biểu kiến 0,764 mg/ml, chỉ số Carr 23,3 và thời gian rã 24 phút, đạt tiêu chuẩn chất lượng.

Thảo luận kết quả

Các kết quả cho thấy việc lựa chọn và điều chỉnh hàm lượng tá dược ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất vật lý và dược động học của viên nang phytoestrogen. Tá dược hút ẩm Magnesi carbonat giúp giảm độ ẩm bột, tăng tính ổn định sản phẩm trong điều kiện bảo quản. Tá dược dính PVP K30 làm tăng thời gian rã, cần cân nhắc hàm lượng phù hợp để đảm bảo giải phóng hoạt chất kịp thời. Avicel PH100 đóng vai trò tá dược rã giúp duy trì phân bố kích thước hạt và độ rã ổn định.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, việc sử dụng HPLC để định lượng isoflavon và đánh giá các chỉ tiêu vật lý của viên nang là phương pháp chuẩn, đảm bảo độ chính xác và tin cậy. Biểu đồ phân bố kích thước hạt và sắc ký đồ HPLC minh họa rõ sự đồng nhất và hàm lượng hoạt chất trong từng công thức.

Việc xác định nhiệt độ sấy 60°C trong 6 giờ là tối ưu giúp giữ lại phần lớn hoạt chất isoflavon, đồng thời đảm bảo độ ẩm bột phù hợp cho quá trình đóng nang. Thời gian trộn và nhào ẩm cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến đồng đều khối bột và chất lượng viên nang cuối cùng.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Áp dụng tá dược hút ẩm Magnesi carbonat với hàm lượng khoảng 40-80 mg trong công thức bào chế để giảm độ ẩm bột, nâng cao tính ổn định sản phẩm trong vòng 24 giờ bảo quản, do nhà sản xuất thực hiện.

  2. Kiểm soát hàm lượng PVP K30 dưới 5% để đảm bảo thời gian rã viên nang không vượt quá 20 phút, giúp giải phóng hoạt chất nhanh và hiệu quả, áp dụng trong quy trình sản xuất hàng loạt trong 6 tháng tới.

  3. Sử dụng Avicel PH100 làm tá dược rã với hàm lượng 20-30 mg để duy trì phân bố kích thước hạt đồng đều, cải thiện tính chảy và độ rã viên nang, do bộ phận nghiên cứu phát triển sản phẩm thực hiện.

  4. Thiết lập quy trình sấy bột thuốc ở 60°C trong 6 giờ nhằm bảo toàn hàm lượng isoflavon, đồng thời giảm độ ẩm bột xuống dưới 5%, áp dụng trong quy trình sản xuất quy mô công nghiệp trong 1 năm tới.

  5. Tối ưu thời gian trộn 10 phút và nhào ẩm 15 phút để đạt được tỷ trọng biểu kiến và chỉ số Carr phù hợp, đảm bảo chất lượng viên nang đồng đều, do phòng kỹ thuật sản xuất thực hiện.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ Thực phẩm và Dược phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp bào chế viên nang chứa hoạt chất thiên nhiên, phục vụ phát triển đề tài và luận văn.

  2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và dược phẩm: Áp dụng quy trình bào chế và tiêu chuẩn chất lượng để phát triển sản phẩm phytoestrogen từ đậu tương, nâng cao giá trị sản phẩm và đáp ứng yêu cầu thị trường.

  3. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Tham khảo tiêu chuẩn kiểm nghiệm, giới hạn nhiễm khuẩn và các chỉ tiêu chất lượng để xây dựng quy định và hướng dẫn kiểm soát sản phẩm phytoestrogen.

  4. Bác sĩ và chuyên gia dinh dưỡng: Hiểu rõ về tác dụng sinh học của isoflavon và các dạng bào chế viên nang, hỗ trợ tư vấn sử dụng sản phẩm phù hợp cho người tiêu dùng, đặc biệt là phụ nữ mãn kinh.

Câu hỏi thường gặp

  1. Viên nang phytoestrogen từ đậu tương có tác dụng gì?
    Viên nang chứa isoflavon có tác dụng chống oxy hóa, giảm nguy cơ ung thư, hỗ trợ giảm các triệu chứng mãn kinh và bảo vệ tim mạch. Ví dụ, Daidzein và Genistein là các isoflavon chính có hoạt tính estrogen tương tự estradiol.

  2. Quy trình bào chế viên nang cứng gồm những bước nào?
    Quy trình bao gồm trộn nguyên liệu, nhào ẩm, xát hạt, sấy, trộn tá dược trơn, đóng nang và kiểm tra chất lượng. Thời gian trộn và nhào ẩm được tối ưu để đảm bảo đồng đều và tính chảy của bột.

  3. Làm thế nào để kiểm soát hàm lượng isoflavon trong viên nang?
    Sử dụng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) với detector UV để định tính và định lượng chính xác các isoflavon như Daidzein, Genistein. Hàm lượng chuẩn được duy trì khoảng 5 mg/viên.

  4. Tá dược nào ảnh hưởng đến thời gian rã viên nang?
    PVP K30 là tá dược dính có ảnh hưởng lớn đến thời gian rã. Hàm lượng PVP tăng sẽ kéo dài thời gian rã, do đó cần điều chỉnh phù hợp để đảm bảo giải phóng hoạt chất kịp thời.

  5. Nhiệt độ và thời gian sấy tối ưu cho bột thuốc là bao nhiêu?
    Nghiên cứu xác định nhiệt độ sấy 60°C trong 6 giờ là tối ưu, giúp giữ lại trên 80% hàm lượng isoflavon và giảm độ ẩm bột xuống dưới 5%, đảm bảo tính ổn định và chất lượng viên nang.

Kết luận

  • Đã xây dựng thành công quy trình bào chế viên nang cứng chứa phytoestrogen từ đậu tương với hàm lượng isoflavon ổn định khoảng 5 mg/viên.
  • Tá dược hút ẩm Magnesi carbonat và tá dược rã Avicel PH100 đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện tính ổn định và độ rã của viên nang.
  • Thời gian trộn 10 phút và nhào ẩm 15 phút cùng với sấy bột ở 60°C trong 6 giờ là điều kiện tối ưu cho quy trình sản xuất.
  • Sản phẩm đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng về độ ẩm, độ rã, hàm lượng hoạt chất và giới hạn nhiễm khuẩn theo tiêu chuẩn ngành.
  • Đề xuất áp dụng quy trình này trong sản xuất quy mô công nghiệp, đồng thời nghiên cứu tiếp tục mở rộng ứng dụng các hoạt chất thiên nhiên khác trong bào chế viên nang.

Hành động tiếp theo: Khuyến khích các đơn vị sản xuất thực phẩm chức năng áp dụng quy trình và tiêu chuẩn này để phát triển sản phẩm phytoestrogen chất lượng cao, đồng thời tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu quả sinh học và tính ổn định sản phẩm.