Sản xuất nước ép tỏi đen (Allium sativum L.) giàu hoạt tính chống oxy hóa ứng dụng vào hỗ trợ điều trị tổn thương gan :Đề tài nghiên cứu Khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƢƠNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƢỜNG

Tên đề tài: Sản xuất nƣớc ép tỏi đen (Allium sativum L.) giàu hoạt tính chống

oxy hóa ứng dụng vào hỗ trợ điều trị tổn thƣơng gan

Mã số đề tài: 184.TP 08

Chủ nhiệm đề tài: TS. Trần Gia Bửu

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm

Tp. Hồ Chí Minh - 2019

1

LỜI CÁM ƠN

Trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài, nhóm nghiên cứu đã

nhận đƣợc rất nhiều sự hỗ trợ từ phía nhà trƣờng, ban lãnh đạo Viện Công nghệ

Sinh học –Thực phẩm, các đồng nghiệp trong bộ môn Công nghệ Sinh học và

Công nghệ Thực phẩm.

Nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn đến nhà trƣờng, Viện Công nghệ sinh

học và Thực phẩm đã tạo điều kiện về thời gian và phòng thí nghiệm, dụng cụ,

thiết bị hóa chất để thực hiện các khảo sát trong đề tài. Chúng tôi xin chân thành

cảm ơn cô Đàm Sao Mai vì đã dành thời gian góp ý và hỗ trợ nhóm nghiên cứu

về quy trình thực hiện và kinh nghiệm xử lý các tình huống phát sinh trong đề tài.

Mặc dù đã cố gắng hoàn thành tốt bài báo cáo này tuy nhiên trong quá trình

thực hiện không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận đƣợc sự góp ý quý

báu của các thành viên trong Hội Đồng.

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn!

NHÓM NGHIÊN CỨU

2

PHẦN I. THÔNG TIN CHUNG

I. Thông tin tổng quát

1.1. Tên đề tài: Sản xuất nƣớc ép tỏi đen (Allium sativum L.) giàu hoạt tính chống oxy

hóa ứng dụng vào hỗ trợ điều trị tổn thƣơng gan

1.2. Mã số: 184.TP08

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị công tác Vai trò thực hiện đề tài

1 TS. Trần Gia Bửu Viện Công nghệ sinh

học và thực phẩm

Chủ nhiệm đề tài thực hiện

các nội dung:

-Nghiên cứu quy trình sản

xuất tỏi đen

-Phân tích hàm lƣợng các

chất chống oxy hóa và khả

năng chống oxy hóa của sản

phẩm

-Phân tích thành phần dinh

dƣỡng của sản phẩm

-Tạo mô hình tổn thƣơng gan

trên chuột nhắt trắng

-Xử lý số liệu và viết báo

cáo tổng kết đề tài và viết bài

báo khoa học

1.4. Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ sinh học và thực phẩm, Trƣờng Đại học Công

nghiệp Tp. Hồ Chí Minh

1.5. Thời gian thực hiện: 18 tháng

1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 1 năm 2018 đến tháng 1 năm 2019

1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng 6 năm 2019

1.5.3. Thực hiện thực tế: 18 tháng từ tháng 1 năm 2018 đến tháng 6 năm 2019

3

1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

Không thay đổi nội dung so với thuyết minh ban đầu.

1.7. Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt của đề tài: 21 triệu đồng, trong đó kinh phí từ

ngân sách nhà nƣớc để thực hiện Đề tài là 21 triệu đồng (Số tiền bằng chữ: Hai mƣơi

mốt triệu đồng); kinh phí từ các nguồn khác: 0 triệu đồng (Số tiền bằng chữ: Không

đồng).

II. Kết quả nghiên cứu

1. Đặt vấn đề

Tỏi (Allium sativum L) là một loại thực vật đƣợc trồng rộng rãi ở nhiều nơi trên

thế giới và là một loại gia vị gắn liền với các món ăn của ngƣời Việt. Không đơn thuần

chỉ là một gia vị, tỏi còn đƣợc biết đến với vai trò là một dƣợc phẩm chữa bệnh với

nhiều tác dụng thần kỳ. Đã có nhiều nghiên cứu nhằm chứng minh lợi ích mà tỏi mang

lại, trong đó đã chứng minh đƣợc tỏi có chứa các hoạt chất chống oxy hoá, hoạt chất

kháng khuẩn và khả năng chống ung thƣ. Bên cạnh những ƣu điểm đó, tỏi tƣơi có

nhƣợc điểm lớn là mùi vị nồng đặc trƣng, gây khó chịu cho ngƣời sử dụng. Cho nên

ngày nay, việc sử dụng các biện pháp xử lý để tạo các sản phẩm tỏi khác nhau nhƣ tỏi

lão hoá, dầu tỏi đang đƣợc sử dụng rộng rãi. Trong đó việc xử lý nhiệt để tạo thành tỏi

đen đang nhận đƣợc sự quan tâm của các nhà nghiên cứu thực phẩm. Bên cạnh việc

khắc phục mùi, vị khó chịu của tỏi tƣơi, hàm lƣợng các hoạt chất chống oxy hoá trong

tỏi đen cao gấp nhiều lần tỏi tƣơi. Cụ thể, tổng hàm lƣợng polyphenol của tỏi đen

(25,81-58,33mg GAE/g) cao hơn nhiều so với tỏi tƣơi (13,91mg GAE/g) và tổng hàm

lƣợng flavonoid của tỏi đen (5,38-16,26mg RE/g) cao hơn so với tỏi tƣơi (3,22mg

RE/g). Qua quá trình lên men hàm lƣợng S-allyl-L-cysteine (SAC) có trong tỏi đen sẽ

tăng lên gấp nhiều lần. Hàm lƣợng SAC trong tỏi đen làm giảm sự phát sinh của khối u

ruột kết, ung thƣ gan, ung thƣ tuỵ đồng thời có tác dụng ức chế sự nhân lên của tế bào

khối u. Đồng thời, tỏi đen có khả năng hạn chế sự oxy hoá lipoprotein tỷ trọng thấp

(LDL) - nguyên nhân gây xơ vữa động mạch. Vì vậy, hƣớng nghiên cứu áp dụng tỏi đen

vào các sản phẩm ứng dụng thực tế phục vụ cuộc sống là một trong những yêu cầu tất

yếu của xã hội.

Gan là cơ quan chính của cơ thể chịu trách nhiệm trong việc giải độc và chuyển

hóa và tổng hợp các chất trong cơ thể. Tuy nhiên việc tiếp xúc với thuốc lá, hóa chất

4

độc hại, virus, rƣợu dẫn đến tổn thƣơng gan nghiêm trọng và làm suy yếu chức năng của

gan dẫn đến các bệnh về gan. Những năm gần đây, tình trạng bệnh nhân mắc các bệnh

về gan nhƣ viêm gan, xơ gan, ung thƣ gan... vẫn phổ biến. Một trong những xu hƣớng

nghiên cứu hiện đại đó là tìm ra các hợp chất oxy hoá có nguồn gốc từ động, thực vật để

ứng dụng sản xuất ra các thực phẩm, dƣợc phẩm, thực phẩm chức năng phục vụ cho đời

sống. Các chất chống oxy hoá là các hợp chất có khả năng làm chậm lại, ngăn cản, hoặc

đảo ngƣợc quá trình oxy hoá các hợp chất có trong tế bào của cơ thể nên có nhiều ứng

dụng trong việc phòng và chữa trị nhằm hỗ trợ ngăn ngừa và điều trị tổn thƣơng gan do

độc tố hoặc các gốc oxy hóa. Một số loải dƣợc thảo nhƣ hoa cúc la mã, cây kế sữa, cây

xƣơng rồng nopal, cây xƣơng rồng lê gai, tảo spirulina đã đƣợc nghiên cứu và chứng

minh khả năng bảo vệ gan chống lại tác hại của các gốc oxy hóa và độc tố. Trong thành

phần của tỏi đen có chứa hàm lƣợng cao đáng kể các hợp chất amino acid, orano sulfur,

các chất chống oxy hóa là một nguồn nguyên liệu thiên nhiên tiềm năng để ứng dụng

vào nghiên cứu trên. Gần đây, dịch chiết của tỏi đen cũng đƣợc chứng minh có hoạt

tính bảo vệ gan chống lại tác hại của carbon tetracholride lên mỡ máu, men gan và hình

thái mô học của gan trên mô hình động vật. Tuy nhiên, tác động của quá trình trích ly

bằng enzyme và hoạt tính bảo vệ gan của sản phẩm nƣớc ép tỏi đen trích ly bằng

enzyme lại chƣa đƣợc nghiên cứu.

Xuất phát từ những vấn đề thực tế trên, nhóm nghiên cứu đã tiến hành hành thực

hiện đề tài "Sản xuất nƣớc ép tỏi đen (Allium sativum L.) giàu hoạt tính chống oxy hóa

ứng dụng vào hỗ trợ điều trị tổn thƣơng gan". Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu

đã đánh giá tác động của các thông số của quy trình trích ly nhƣ loại enzyme, nồng độ

enzyme, thời gian trích ly, nhiệt độ thủy phân lên hoạt tính chống oxy hóa của nƣớc ép

tỏi đen. Thành phần dinh dƣỡng và chỉ tiêu vi sinh của nƣớc ép tỏi đen cũng đƣợc kiểm

tra để đảm bảo các yêu cầu của đồ uống không cồn. Ngoài ra, nhóm nghiên cứu cũng

tiến hành đánh giá hoạt tính bảo vệ gan của nƣớc ép tỏi đen trên mô hình động vật

2. Mục tiêu

* Mục tiêu tổng quát.

- Xây dựng quy trình công nghệ trong sản xuất nƣớc ép tỏi đen giàu hoạt tính chống oxy

hóa nhằm hỗ trợ điều trị tổn thƣơng gan

* Mục tiêu cụ thể.

5

- Xác định đƣợc các thông số thủy phân để trích ly dịch chiết tỏi đen nhằm thu đƣợc

dịch chiết có khả năng chống oxy hóa cao nhất (khả năng chống oxy hóa, tổng

polyphenol, tổng flavonoid)

- Khảo sát tiền lâm sảng khả năng hỗ trợ phục hồi tổn thƣơng han của nƣớc ép tỏi đen

trên mô hình chuột nhắt trắng

3. Phƣơng pháp nghiên cứu

3.1. Phƣơng pháp sản xuất tỏi đen từ tỏi tƣơi

Tỏi nhiều nhánh đƣợc thu mua tại huyện đảo Lý Sơn, Quảng Ngãi vào tháng

1/2018. Sau khi thu mua, tỏi tƣơi đƣợc phân loại, loại bỏ các củ hƣ hỏng do sâu mọt

hoặc va chạm. Tỏi đƣợc làm sạch sơ bộ, cắt bỏ rễ và cuống, tách tép và lột vỏ. Tỏi đã

lột vỏ đƣợc lên men trong tủ lão hóa Shellab với các thông số cố định: nhiệt độ 75oC, độ

ẩm tƣơng đối 90% trong 15 ngày. Tỏi đen sau quá trình lên men đƣợc bảo quản ở nhiệt

độ -20oC cho đến khi đƣợc sử dụng cho các thí nghiệm tiếp theo.

3.2. Phƣơng pháp trích ly dịch chiết tỏi đen bằng enzyme pectinase

Tỏi đen sau khi đƣợc lựa chọn đƣợc nghiền nhuyễn bằng máy xay và tiến hành

dịch hoá tỏi đen với nƣớc với tỉ lệ tỏi:nƣớc tƣơng ứng là 1:10. Dịch huyền phù tỏi đen

đƣợc bổ sung pectinase theo các tỷ lệ: 0, 1, 2, 3, 4, 5% (v/v). Hỗn hợp dịch chiết tỏi đen

đƣợc ủ trong tủ ấm với nhiệt độ (40, 45, 50, 55, 60oC) với thời gian (4, 5, 6 7, 8 giờ) để

pectinase thủy phân tỏi đen. Sau đó, hỗn hợp trên đƣợc đồng hóa bằng máy xay sinh tố

và gia nhiệt đến 90oC trong 5 phút nhằm bất hoạt enzyme pectinase. Hỗn hợp dịch trích

ly tỏi đen đƣợc lọc bằng giấy lọc Whatman. Dịch trích ly của tỏi đen đƣợc sử dụng để

khảo sát ảnh hƣớng của tỷ lệ enzyme, nhiệt độ thủy phân và thời gian thủy phân lên khả

năng chống oxy hóa, polyphenol tổng số, flavonoid tổng số. Mỗi thí nghiệm đƣợc lặp

lại 3 lần, kết quả đƣợc trình bày dƣới dạng số trung bình ± độ lệch chuẩn.

3.3. Phƣơng pháp trích ly dịch chiết tỏi đen bằng enzyme cellulase

Tỏi đen sau khi đƣợc lựa chọn đƣợc nghiền nhuyễn bằng máy xay và tiến hành

dịch hoá tỏi đen với nƣớc với tỉ lệ tỏi:nƣớc tƣơng ứng là 1:10. Dịch huyền phù tỏi đen

đƣợc bổ sung cellulase theo tỷ lệ các tỉ lệ: 0, 0,02, 0,04, 0,06, 0,08, 0,1% (w/w). Hỗn

hợp dịch chiết tỏi đen đƣợc ủ trong tủ ấm với nhiệt độ (30, 35, 40, 45, 50, 55oC) với thời

gian (1, 2, 3, 4, 5 giờ) để cellulase thủy phân tỏi đen. Sau đó, hỗn hợp trên đƣợc đồng

hóa bằng máy xay sinh tố và gia nhiệt đến 90oC trong 5 phút nhằm bất hoạt enzyme

cellulase. Hỗn hợp dịch trích ly tỏi đen đƣợc lọc bằng giấy lọc Whatman. Dịch trích ly