(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu điều chế cao từ cỏ sữa lá lớn (euphobia hirta l ) và ứng dụng chế biến thực phẩm dinh dưỡng kiểm soát glucose máu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ VIỆN DINH DƯỠNG QUỐC GIA NGUYỄN MẠNH THẮNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CAO TỪ CỎ SỮA LÁ LỚN (EUPHORBIA HIRTA L.) VÀ ỨNG DỤNG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM DINH DƯỠNG KIỂM SOÁT GLUCOSE MÁU LUẬN ÁN TIẾN SĨ DINH DƯỠNG Hà Nội – 2020 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ VIỆN DINH DƯỠNG QUỐC GIA NGUYỄN MẠNH THẮNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CAO TỪ CỎ SỮA LÁ LỚN (EUPHORBIA HIRTA L.) VÀ ỨNG DỤNG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM DINH DƯỠNG KIỂM SOÁT GLUCOSE MÁU Chuyên ngành: Dinh dưỡng Mã số: 9720401 LUẬN ÁN TIẾN SĨ DINH DƯỠNG Hướng dẫn khoa học GS.TS Nguyễn Công Khẩn PGS.TS Trương Tuyết Mai Hà Nội – 2020 luan an i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực hướng dẫn GS.TS Nguyễn Công Khẩn PGS.TS Trương Tuyết Mai Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Mạnh Thắng luan an ii LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận án Viện Dinh dưỡng Quốc gia, nhận nhiều giúp đỡ quý báu thầy, cô, nhà khoa học thuộc nhiều lĩnh vực bạn bè, đồng nghiệp gia đình Lời đầu tiên, xin trân trọng cảm ơn Ban Giám đốc Viện Dinh Dưỡng Quốc gia, Trung tâm Đào tạo Dinh dưỡng Thực phẩm khoa, phòng thuộc Viện Dinh dưỡng Quốc gia tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành cơng trình Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Công Khẩn PGS.TS Trương Tuyết Mai, người thầy tận tình hướng dẫn, hết lịng giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt trình học tập nghiên cứu thực luận án Xin trân trọng cảm ơn đồng nghiệp, kỹ thuật viên Viện Dinh dưỡng Quốc gia; Viện Kiểm nghiệm An toàn Vệ sinh Thực phẩm Quốc gia; Trường Đại học Dược Hà Nội; Viện Vệ sinh dịch tễ Trung ương; Viện Dược liệu; Viện nghiên cứu Rau quả; Công ty TNHH Bia rượu nước giải khát AROMA nhiệt tình giúp đỡ cộng tác để hồn thành luận án Cuối tơi muốn gửi lời cảm ơn chân thành tới lãnh đạo đồng nghiệp Bộ Công Thương, người thân gia đình bạn bè quan tâm, động viên, chia sẻ ủng hộ, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Mạnh Thắng luan an iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH ix ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Xu thế mơ hình bệnh tật thực trạng bệnh mạn tính khơng lây 1.1.1 Thực trạng bệnh mạn tính không lây 1.1.2 Bệnh đái tháo đường 1.1.3 Dịch tễ học đái tháo đường 10 1.1.4 Các giải pháp can thiệp hỗ trợ phòng, điều trị đái tháo đường rối loạn glucose máu 15 1.2 Polyphenol 19 1.2.1 Đặc điểm 19 1.2.2 Phân loại 19 1.2.3 Flavonoid 21 1.3 Cỏ sữa lớn 31 1.3.1 Đặc điểm thực vật thành phần hóa học cỏ sữa lớn 31 1.3.2 Các nghiên cứu đánh giá tính an toàn cỏ sữa lớn 35 1.3.3 Hiệu kiểm soát glucose máu cỏ sữa lớn 36 1.3.4 Một số chế phẩm từ cỏ sữa lớn ứng dụng kiểm soát glucose máu 39 1.4 Quá trình tách chiết điều chế cao chiết xuất từ thực vật 41 1.4.1 Khái niệm trình chiết 41 1.4.2 Điều chế cao chiết xuất từ thực vật 46 luan an iv 1.5 Công nghệ sản xuất đồ uống từ thảo dược ứng dụng hỗ trợ phòng kiểm soát glucose máu 48 1.5.1 Công nghệ sản xuất đồ uống pha chế 48 1.5.2 Một số sản phẩm đồ uống phòng hỗ trợ điều trị bệnh đái tháo đường 50 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 53 2.1 Nguyên vật liệu nghiên cứu 53 2.1.1 Nguyên liệu 53 2.1.2 Hóa chất, dụng cụ 54 2.1.3 Động vật thí nghiệm 55 2.1.4 Thiết bị 56 2.1.5 Địa điểm nghiên cứu 57 2.2 Phương pháp nghiên cứu 57 2.2.1 Khảo sát đặc điểm thực vật, thành phần hóa học cỏ sữa lớn 57 2.2.2 Điều chế cao cỏ sữa lớn, đánh giá tính an tồn hiệu chế phẩm kiểm soát glucose máu 64 2.2.3 Ứng dụng cao cỏ sữa lớn thử nghiệm sản xuất đồ uống dinh dưỡng dùng kiểm soát glucose máu 73 2.3 Đạo đức nghiên cứu 78 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 79 3.1 Đặc điểm thực vật thành phần hóa học cỏ sữa lớn 79 3.1.1 Nghiên cứu đặc điểm thực vật 79 3.1.2 Xác định thành phần hóa học 87 3.2 Điều chế cao cỏ sữa lớn, đánh giá tính an tồn hiệu chế phẩm kiểm soát glucose máu 93 3.2.1 Điều chế cao cỏ sữa lớn 93 3.2.2 Đánh giá tính an tồn cao cỏ sữa lớn 101 3.2.3 Đánh giá hiệu cao cỏ sữa lớn kiểm soát glucose máu 106 luan an v 3.3 Ứng dụng cao cỏ sữa lớn để thử nghiệm sản xuất đồ uống dinh dưỡng dùng kiểm soát glucose máu 110 3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn công thức sản phẩm 111 3.3.2 Nghiên cứu bao bì sản phẩm điều kiện trùng sản phẩm 112 3.3.3 Xây dựng quy trình sản xuất đồ uống dinh dưỡng cỏ sữa lớn 115 3.3.4 Đánh giá chất lượng, an toàn thực phẩm 116 3.3.5 Đánh giá khả chấp nhận cộng đồng 118 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 120 4.1 Đặc điểm thực vật thành phần hóa học cỏ sữa lớn 120 4.1.1 Đặc điểm thực vật 120 4.1.2 Thành phần hóa học 122 4.2 Điều chế cao cỏ sữa lớn, đánh giá tính an tồn hiệu chế phẩm kiểm soát glucose máu 125 4.2.1 Điều chế cao cỏ sữa lớn 125 4.2.2 Đánh giá tính an tồn cao cỏ sữa lớn 131 4.2.3 Đánh giá tính hiệu cao cỏ sữa lớn kiểm soát glucose máu133 4.3 Ứng dụng cao cỏ sữa lớn để thử nghiệm sản xuất thực phẩm dinh dưỡng kiểm soát glucose máu 139 4.4 Những ưu điểm tính nghiên cứu 143 4.5 Những hạn chế nghiên cứu 144 KẾT LUẬN 145 KHUYẾN NGHỊ 147 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 PHỤ LỤC luan an vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ACE Association of Clinical Hiệp hội nhà lâm sàng nội tiết Endocrinologist ADA: American diabetes association Hiệp hội đái tháo đường Hoa Kỳ CDA Canadian diabetes association Hiệp hội đái tháo đường Canada CSLL: Cỏ sữa lớn DALY: Disability adjusted life year Số năm sống hiệu chỉnh theo mức độ tàn tật ĐH Đường huyết ĐTĐ: Đái tháo đường IC50 Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% IDF: International Deabetes Federation Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế HbA1c: Hemoglobin A1c Hemoglobin dạng A1c HDL-C: High-density lipoprotein cholesterol Cholesterol có đậm độ lipoprotein cao OGTT: Oral glucose tolerance testing Nghiệm pháp dung nạp glucose qua đường uống LDL-C: Low-density lipoprotein cholesterol Cholesterol có đậm độ lipoprotein thấp Liều lượng gây chết 50% LD50 Lethal Dose 50% RLGM Rối loại glucose máu SKLM: Sắc ký lớp mỏng T2DM Đái tháo đường type WHO: World Health Organization luan an Tổ chức Y tế Thế giới vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chẩn đoán đái tháo đường tiền đái tháo đường dựa vào glucose máu theo Hiệp hội đái tháo đường Hoa Kỳ năm 2019 .9 Bảng 1.2 Quốc gia có số người mắc bệnh đái tháo đường cao năm 2017 ước tính năm 2045 .11 Bảng 1.3 Một số thực vật giàu flavonoid 23 Bảng 1.4 Thành phần hóa học cỏ sữa lớn Euphobia hirta L 34 Bảng 2.1 Sự phụ thuộc độ hấp thụ vào nồng độ quercitrin chuẩn 62 Bảng 2.2 Lựa chọn công thức phối trộn 74 Bảng 3.1 Kết định tính nhóm hợp chất phần mặt đất cỏ sữa lớn 88 Bảng 3.2 Kết định tính phân đoạn dịch chiết n-hexan 89 Bảng 3.3 Kết định tính phân đoạn dịch chiết chloroform .90 Bảng 3.4 Kết định tính phân đoạn dịch chiết ethyl acetat .91 Bảng 3.5 Kết định lượng flavonoid toàn phần cỏ sữa lớn 92 Bảng 3.6 Kết điều chế cao cỏ sữa lớn quy mô kg nguyên liệu/mẻ 99 Bảng 3.7 Số liệu thử độc tính cấp cao chiết nước cỏ sữa 102 Bảng 3.8 Trọng lượng chuột thí nghiệm thời điểm theo dõi 102 Bảng 3.9 Các số huyết học lơ chuột thí nghiệm 103 Bảng 3.10 Các số sinh hóa lơ chuột thí nghiệm 104 Bảng 3.11 Tỷ lệ khối lượng quan so với khối lượng thể chuột thí nghiệm 105 Bảng 3.12 Hoạt tính ức chế enzyme α-amylase mẫu cao cỏ sữa lớn độ pha loãng khác 106 Bảng 3.13 Hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase mẫu cao cỏ sữa lớn độ pha loãng khác .108 Bảng 3.14 Sự thay đổi nồng độ glucose máu HbA1c sau tuần điều trị cao chiết cỏ sữa lớn 110 luan an viii Bảng 3.15 Một số tiêu hóa lý công thức phối chế đồ uống dinh dưỡng cao cỏ sữa lớn 111 Bảng 3.16 Kết đánh giá chất lượng cảm quan công thức phối chế đồ uống dinh dưỡng cỏ sữa lớn 112 Bảng 3.17 Chất lượng sản phẩm sau tháng bảo quản với bao bì khác 113 Bảng 3.18 Ảnh hưởng điều kiện trùng đến chất lượng đồ uống dinh dưỡng cỏ sữa lớn .114 Bảng 3.19 Chỉ tiêu hóa lý an tồn thực phẩm đồ uống dinh dưỡng cỏ sữa lớn 117 Bảng 3.20 Kết đánh giá chấp nhận cộng đồng đồ uống dinh dưỡng cỏ sữa lớn 118 luan an Hình ảnh thử nghiệm sản xuất sản phẩm dinh dưỡng nước giải khát cỏ sữa từ dịch chiết CSLL Cỏ sữa lớn tưoi Cỏ sữa lớn khô Cắt nhỏ cỏ sữa lớn Chiết xuất cỏ sữa lớn Cô đặc dịch chiết CSLL Sây dịch chiết sau cô đặc luan an Cao chiết CSLL chưa xay mịn Cao chiết CSLL xay mịn Pha chế nước giải khát CSLL Đóng gói nước giải khát CSLL Thanh trùng nước giải khát CSLL Nhãn sản phẩm dinh dưỡng dự kiến luan an PHỤ LỤC – CÁC TÀI LIỆU LIÊN QUAN QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU Phiếu đánh giá chấp nhận cộng đồng Kết kiểm nghiệm sản phẩm Phòng thử nghiệm đạt tiêu chuẩn Quốc gia Dự thảo công bố sản phẩm đồ uống dinh dưỡng từ cỏ sữa lớn Cách tiến hành định tinh hợp chất cỏ sữa lớn phản ứng hóa học luan an PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤP NHẬN TẠI CỘNG ĐỒNG Mã số: Ngày ban hành: 01/VDD ….……/……./2019 Họ tên (Ful name): Tình trạng sức khoẻ (Medical condition): Tên mẫu (Name of sample): ………………………………………………………………………… Ngày cảm quan (Date):……………… …………………………………………………………………………………… Mục đích cảm quan: Đánh giá mức độ ưa thích (thị hiếu) khách hàng (How much you like or dislike the following sample) Mẫu đánh giá thang điểm 10 Mức độ ưa thích (Like scale) - Rất thích: – 10 - Chấp nhận: – - Thích: – - Khơng thích khơng thích: Mẫu