Báo cáo thuyết trình môn học hóa – sinh thực phẩm chủ Đề lutein trong thực phẩm

Hoa cúc vạn thọ Ngoài các loại thực phẩm kể trên, hoa cúc vạn thọ marigold cũng là nguồn lutein tự nhiên, chúng được sử dụng chủ yếu trong việc chiết xuất để sản xuất các sản phẩm b

Đại học quốc gia Hà Nội

Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên

Khoa: Môi trường

- -BÁO CÁO THUYẾT TRÌNH

Môn học: Hóa – Sinh Thực phẩm

Chủ đề: Lutein trong thực phẩm

Mã học phần: BIO3190 1 Giảng viên: TS Nguyễn Thị Lâm Đoàn

TS Trần Thị Huyền Nga

Sinh viên thực hiện:

Hà Nội, 2024

MỤC LỤC

A, Tổng quan về Lutein 2

I Khái niệm về Lutein 2

II Các nguồn lutein trong tự nhiên 2

III Lợi ích của lutein đối với sức khỏe con người 3

B.Tách chiết Lutein 5

I.Tách chiết lutein là gì ? 5

II Quy trình tách chiết Lutein 5

1.Nguyên liệu 5

2.Quy trình tách chiết 6

1 Ưu điểm 8

2 Nhược điểm 9

IV Ứng dụng 9

C Kết luận 11

D Tài liệu tham khảo 11

LUTEIN TRONG THỰC PHẨM

A, Tổng quan về Lutein

I Khái niệm Lutein

Lutein là một carotenoid thuộc nhóm xanthophylls có trong tự nhiên được tổng hợp bởi thực vật, là hợp chất hữu cơ có vai trò quan trọng trong cơ thể Lutein có công thức hóa học là C40H56O2, được xếp vào phân loại chất chống oxy hóa mạnh bởi chúng cùng có khả năng bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân gây hại, các phân tử không ổn định và gốc tự do

Lutein được tìm thấy dễ dàng trong các thực phẩm hàng ngày như rau củ, trái cây, các loại hạt,

II Các nguồn lutein trong tự nhiên

Lutein có nhiều trong tự nhiên, đặc biệt là các loại thực phẩm như rau củ và trái cây Một số nguồn giàu lutein trong tự nhiên có thể kể đến như:

1 Rau lá xanh đậm

Các loại rau lá xanh đậm như cải xoăn ( cải kale ), cải bó xôi (rau chân vịt), cải xanh, là nguồn lutein dồi dào nhất trong tự nhiên Những loại rau này không chỉ giúp bổ sung lutein mà chúng còn chứa nhiều loại vitamin và khoáng chất có lợi cho sức khỏe

2 Các loại rau khác

Ngoài rau lá xanh, nhiều loại rau củ khác như bông cải xanh, bắp ngô ( đặc biệt là ngô ngọt ), đậu Hà Lan, cũng giàu hàm lượng lutein và nhiều loại chất dinh dưỡng khác như chất xơ, vitamin C, Chúng đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe và góp phần tạo nên sự đa dạng trong chế độ ăn uống hàng ngày của chúng ta

3 Trái cây

Ngoài các loại rau, nhiều loại trái cây cũng chứa hàm lượng lớn lutein, giúp chúng ta dễ dàng bổ sung dinh dưỡng từ đa dạng các loại thực phẩm Một số loại trái cây giàu lutein có thể kể đến như: kiwi, nho ( đặc biệt là nho đỏ và nho tím ), cam và quýt,

4 Lòng đỏ trứng

Lòng đỏ trứng không chỉ cung cấp lutein mà còn chứa chất béo tự nhiên, giúp cơ thể hấp thụ carotenoid một cách dễ dàng hơn Trứng là một trong những thực phẩm dễ chế biến và dễ tiêu thụ nhất, và lòng đỏ trứng là nơi tập trung các dưỡng chất quan trọng, bao gồm lutein, choline và vitamin

5 Các loại hạt

Một số loại hạt như hạt chia, hạt điều, hạnh nhân, dù không phải là nguồn lutein phong phú như các loại rau và trái cây, nhưng chúng cũng cung cấp một

lượng lutein nhỏ, đồng thời các hạt này còn chứa nhiều chất béo lành mạnh, giúp hỗ trợ quá trình hấp thụ lutein và cung cấp năng lượng cho cơ thể

6 Hoa cúc vạn thọ

Ngoài các loại thực phẩm kể trên, hoa cúc vạn thọ (marigold) cũng là nguồn lutein tự nhiên, chúng được sử dụng chủ yếu trong việc chiết xuất để sản xuất các sản phẩm bổ sung, các sản phẩm chức năng Loại hoa này chứa lutein

ở dạng dễ hấp thụ và ổn định, do đó thường được dùng để sản xuất các viên uống bổ sung lutein, dùng trong thực phẩm và mỹ phẩm

III Lợi ích của lutein đối với sức khỏe con người

Lutein mang lại nhiều lợi ích quan trọng cho sức khỏe con người, đặc biệt

là trong những khía cạnh sau:

1.Tăng cường sức khỏe mắt và bảo vệ thị lực

-Ngăn ngừa thoái hóa điểm vàng và đục thủy tinh thể: Nhờ vào vai trò là

chất chống oxy hóa nên lutein tham gia vào quá trình bảo vệ đôi mắt khỏi các gốc tự do có hại để ngăn ngừa nguy cơ thoái hóa điểm vàng Lutein tích tụ trong võng mạc còn giúp bảo vệ mắt khỏi các tổn thương do ánh sáng xanh và giảm nguy cơ đục thủy tinh thể

-Cải thiện thị lực: Lutein còn giúp cải thiện mật độ sắc tố võng mạc, tăng

cường khả năng nhìn rõ hơn, giảm mỏi mắt và hỗ trợ thị lực trong điều kiện ánh sáng yếu

2.Tăng cường sức khỏe tim mạch

-Giảm cholesterol xấu (LDL): Lutein có thể giúp cải thiện sức khỏe mạch

máu, bằng cách giảm quá trình oxy hóa cholesterol LDL, giúp ngăn ngừa xơ vữa động mạch và các bệnh liên quan đến tim mạch

-Cải thiện tuần hoàn máu: Bổ sung lutein có thể giúp cải thiện lưu thông

máu, giúp tim hoạt động hiệu quả hơn và giảm nguy cơ mắc các bệnh tim mạch như đau tim và đột quỵ

3.Cải thiện làn da

-Bảo vệ da khỏi tia cực tím (UV): Nhờ đặc tính chống oxy hóa, lutein giúp

bảo vệ da khỏi tác hại của tia cực tím, ngăn ngừa cháy nắng và lão hóa da do ánh nắng

-Làm chậm quá trình lão hóa da: Bổ sung đầy đủ lutein giúp duy trì độ ẩm

cho da, tăng cường độ đàn hồi và làm chậm sự hình thành nếp nhăn

4.Hỗ trợ sức khỏe não bộ

-Bảo vệ tế bào thần kinh: Lutein có mặt trong não và mắt, góp phần bảo vệ

tế bào thần kinh khỏi sự phá hủy của các gốc tự do

-Cải thiện khả năng nhận thức: Lutein có khả năng tăng cường chức năng

nhận thức, cải thiện trí nhớ và khả năng tư duy, đặc biệt ở người lớn tuổi

5 Giảm viêm và hỗ trợ hệ miễn dịch

-Chống viêm: Lutein có khả năng giúp giảm các dấu hiệu viêm trong cơ thể,

bảo vệ mô khỏi sự tổn thương và ngăn ngừa các bệnh viêm mãn tính như viêm khớp, viêm loét đại tràng và các vấn đề liên quan đến miễn dịch

-Tăng cường hệ miễn dịch: Lutein giúp cơ thể chống lại các bệnh nhiễm

trùng và cải thiện khả năng phản ứng với các tác nhân gây bệnh

B.Tách chiết Lutein

I.Tách chiết lutein là gì ?

Tách chiết lutein là quá trình chiết xuất lutein từ các nguồn tự nhiên,

thường là từ thực vật, chẳng hạn như hoa cúc vạn thọ, cải xoăn, rau bina hoặc các loại rau có màu xanh đậm khác

Mục đích chủ yếu của việc tách chiết lutein là để thu được lutein tinh khiết

từ các nguồn thực vật, phục vụ cho nhiều lĩnh vực trong lĩnh vực cho đời sống như y học, thực phẩm và mỹ phẩm,

II Quy trình tách chiết Lutein

1.Nguyên liệu

Hoa cúc vạn thọ thường được chọn làm nguồn nguyên liệu chính cho quá trình tách chiết lutein Bởi do hoa cúc vạn thọ chứa một lượng lutein dồi dào, đặc biệt là trong các cánh hoa So với các loại rau xanh khác như cải xoăn hay cải bó xôi, hàm lượng lutein trong hoa cúc vạn thọ có xu hướng ổn định hơn Lutein cũng chiếm phần lớn trong tổng hàm lượng carotenoid của hoa, giúp việc chiết xuất đạt hiệu quả cao

Lutein trong hoa cúc vạn thọ cũng dễ dàng được chiết xuất bằng các

phương pháp như sử dụng dung môi hữu cơ Quá trình tách chiết cũng không yêu cầu những kỹ thuật phức tạp, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất

Ngoài ra, cây cúc vạn thọ có thể trồng ở nhiều điều kiện khí hậu khác nhau, cho năng suất cao, việc trồng và chế biến thường ít tốn kém hơn so với các nguồn nguyên liệu khác Điều này vừa giúp cung cấp nguồn nguyên liệu ổn định, liên tục mà còn tối ưu chi phí cho việc tách chiết

2.Quy trình tách chiết

Công đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu

Hoa cúc vạn thọ được thu hoạch khi đã đạt đến độ chín sinh lý, đây là thời điểm mà hàm lượng lutein trong cánh hoa đạt mức cao nhất

Hoa được làm sạch để loại bỏ đất, bụi bẩn, vi sinh vật và các tạp chất khác Sau đó tách riêng cánh hoa để chuẩn bị cho quá trình tách chiết vì cách hoa là

bộ phận chính chứa nhiều lutein nhất

Công đoạn 2: Sấy khô và nghiền nhỏ nguyên liệu

-Sấy khô: Cánh hoa cúc vạn thọ sau khi tách được đem đi sấy khô ở nhiệt

độ thấp (từ 40-50°C), để giảm thiểu sự phân hủy của các hợp chất carotenoid, đặc biệt là lutein vì lutein nhạy cảm với nhiệt độ và ánh sáng Sấy theo phương pháp sấy đối lưu hoặc sấy chân không nhằm bảo toàn hàm lượng lutein trong cánh hoa

-Nghiền nhỏ: Sau khi sấy khô, cánh hoa được nghiền thành bột mịn để tăng

diện tích tiếp xúc trong quá trình chiết xuất, giúp quá trình chiết diễn ra nhanh

và hiệu quả hơn

Công đoạn 3: Chiết suất lutein bằng dung môi hữu cơ

Quá trình chiết xuất lutein thường sử dụng các dung môi hữu cơ như

hexane, ethanol, acetone hoặc ethyl acetate Ethanol và acetone là dung môi được sử dụng phổ biến hơn cả do chúng an toàn hơn để sử trong sản xuất thực phẩm và dược phẩm

Kỹ thuật chiết suất: Thực hiện chiết xuất theo phương pháp ngâm chiết hoặc chiết siêu âm để tăng hiệu suất

-Ngâm chiết: Bột cánh hoa được ngâm trong dung môi và khấy đều để hòa

tan lutein Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ từ 40°C đến 60°C trong khoảng vài giờ nhằm tối ưu hóa việc chiết xuất lutein, tránh nhiệt độ quá cao khiến lutein

bị phân hủy

-Chiết siêu âm : Công nghệ này sử dụng sóng siêu âm phá vỡ màng tế bào

thực vật, giúp lutein dễ dàng hòa tan vào dung môi, có thể được sử dụng để tăng hiệu suất chiết xuất

Công đoạn 4: Lọc và thu hồi dịch chiết

Sau khi chiết xuất, hỗn hợp được khuấy đều để lutein hòa tan vào dung môi, sau đó được lọc hoặc ly tâm để loại bỏ phần bã thực vật, thu được dung dịch chứa lutein

Dung dịch lutein sau khi chiết xuất được cô đặc bằng cách loại bỏ dung môi

dư thừa thông qua kỹ thuật bay hơi chân không nhằm giữ cho lutein không bị phân hủy dưới tác động của nhiệt độ cao

Công đoạn 5: Tinh chế lutein

Dung dịch chiết có thể chứa các hợp chất khác ngoài lutein như zeaxanthin hoặc các carotenoid khác Lutein có thể được tinh chế bằng cách sử dụng sắc

ký lỏng và quá trình xà phòng hóa

-Sắc ký lỏng: có thể được sử dụng để phân lập lutein khỏi các carotenoid

khác trong dịch chiết Kỹ thuật này sử dụng các loại cột chứa pha tĩnh phù hợp, cho phép tách biệt các hợp chất khác nhau dựa trên kích thước phân tử hoặc tính tương tác với pha tĩnh

-Xà phòng hóa: Quá trình này có thể được sử dụng để loại bỏ các hợp chất

không mong muốn như triglyceride, lipid và các tạp chất khác Dung dịch chứa lutein được xử lý bằng kiềm (như NaOH hoặc KOH) để phá vỡ cấu trúc của lipid, giải phóng lutein dưới dạng tự do

Công đoạn 6: Kết tinh lutein

Dung dịch lutein tinh khiết sau quá trình xà phòng hóa được làm lạnh để lutein kết tinh lại Quá trình này giúp thu được lutein dưới dạng bột tinh thể, bột mịn hoặc dạng dung dịch, dễ dàng sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm

và dược phẩm

Công đoạn 7: Sấy khô và bảo quản

-Sấy khô: Lutein sau khi kết tinh được sấy khô nhẹ nhàng ở nhiệt độ thấp

(sấy chân không hoặc sấy đông khô) để tránh làm giảm hoạt tính sinh học của lutein

-Bảo quản: Lutein sau khi sấy khô được bảo quản trong môi trường kín khí,

tránh ánh sáng trực tiếp và nhiệt độ cao để duy trì tính ổn định Trong quá trình

đóng gói cũng cần đảm bảo không có oxy để tránh quá trình oxy hóa làm hỏng lutein thành phẩm

Công đoạn 8: Kiểm tra chất lượng

Để đảm bảo sản phẩm đạt chuẩn chất lượng, tiến hành phân tích hàm lượng lutein trong sản phẩm cuối bằng các phương pháp phân tích hóa sinh, thường là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Phương pháp này đảm bảo được rằng lutein thu được có độ tinh khiết cao và đáp ứng được các tiêu chuẩn an toàn thực phẩm

Ngoài ra còn kiểm tra độ ổn định của lutein trong các điều kiện nhiệt độ và ánh sáng khác nhau để đảm bảo rằng sản phẩm sẽ duy trì chất lượng trong quá trình bảo quản và sử dụng

III- Ưu điểm và nhược điểm của quá trình tách chiết lutein

1 Ưu điểm

-Nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú: Lutein có sẵn trong nhiều loại

thực vật, đặc biệt là trong hoa cúc vạn thọ và các loại rau xanh Đây đều là các loài cây dễ trồng và cho năng suất khá cao giúp đảm bảo nguồn cung ổn định

và không phụ thuộc vào mùa vụ nhiều, góp phần giảm chi phí sản xuất

-Tính ứng dụng cao: Sản phẩm lutein sau khi chiết xuất được ứng dụng

trong lĩnh vực khác nhau giúp tăng cường giá trị kinh tế của quá trình tách chiết

-Thân thiện với môi trường: Các loài thực vật dùng để tách chiết lutein là

nguồn nguyên liệu tái tạo, có thể trồng và thu hoạch nhiều lần mà không gây nhiều tác động tiêu cực đến môi trường

-Bảo toàn được chất lượng của lutein: Việc tách chiết bằng các phương

pháp, kỹ thuật phù hợp như sử dụng nhiệt độ thấp và các dung môi phù hợp,

đã duy trì được tính ổn định của lutein, ngăn chặn sự phân hủy bởi nhiệt hoặc quá trình oxy hóa gây hình thành các chất có hại, giúp cho chất lượng của lutein được bảo toàn sau quá trình tách chiết

2 Nhược điểm

-Lutein dễ bị phân hủy: Lutein là một hợp chất nhạy cảm với ánh sáng,

nhiệt độ và oxy, do đó quá trình chiết xuất yêu cầu phải kiểm soát nghiêm ngặt các điều kiện để tránh sự phân hủy dẫn đến giảm hiệu suất và chất lượng sản phẩm chiết xuất cuối cùng

-Yêu cầu kỹ thuật cao trong tinh chế: Quá trình tinh chế lutein yêu cầu

nhiều kỹ thuật tiên tiến như xà phòng hóa và sắc ký để đảm bảo độ tinh khiết

Các công nghệ này khá phức tạp và cần chi phí đầu tư lớn, đặc biệt là các dịch chiết yêu cầu độ tinh khiết cao

-Hiệu suất phụ thuộc vào chất lượng nguyên liệu: Lượng lutein trong

nguyên liệu thô có thể bị thay đổi do các yếu tố như điều kiện canh tác, thu hoạch, bảo quản và mùa vụ, Điều này làm ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình chiết suất lutein

-Độc tính tiềm ẩn từ dung môi: Nếu không được kiểm soát tốt, một số dung

môi hữu cơ (như hexane) dùng trong quá trình chiết xuất có thể gây hại và ảnh hưởng đến an toàn của sản phẩm cuối cùng

IV Ứng dụng

Lutein sau khi được chiết suất là một nguồn nguyên liệu quý được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sản công nghiệp thực phẩm, sản xuất

mỹ phẩm, thực phẩm chức năng,

1.Trong ngành công nghiệp thực phẩm

-Sản xuất chất tạo màu tự nhiên: Lutein là một sắc tố carotenoid có màu

vàng cam đặc trưng, nên được sử dụng để tạo màu trong các sản phẩm thực phẩm như bánh kẹo, đồ uống, các sản phẩm sữa và chế phẩm từ trứng Sử dụng lutein thay cho các chất tạo màu tổng hợp nhằm giúp nâng cao tính an toàn cho sản phẩm thực phẩm

-Tăng cường giá trị dinh dưỡng: Ngoài vai trò làm chất tạo màu, lutein còn

được thêm vào các sản phẩm thực phẩm như nước trái cây, ngũ cốc và các sản phẩm từ sữa, với mục đích tăng thêm giá trị dinh dưỡng và các lợi ích về sức khỏe

2.Trong sản xuất thực phẩm chức năng

- Bổ sung vào các thực phẩm chức năng:

Lutein sau khi được chiết suất có thể được bổ sung vào thành phần của các thực phẩm chức năng đặc biệt là các viên uống bổ mắt vì nó có vai trò quan trọng trong việc bảo vệ võng mạc khỏi tác hại của ánh sáng xanh và giúp ngăn ngừa thoái hóa điểm vàng, nhằm cải thiện sức khỏe mắt và ngăn ngừa các bệnh liên quan đến mắt

Lutein tinh chiết cũng được ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm dược phẩm chống oxy hóa Chúng có tác dụng giúp ngăn ngừa tác động của các gốc

tự do lên cơ thể, bảo vệ các tế bào và giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính

3.Trong sản xuất mỹ phẩm

Ngoài việc được ứng dụng trong các ngành trên, Chiết suất lutein còn được

sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm như kem dưỡng da, kem chống nắng, các sản phẩm chống lão hóa, để giúp cho da tăng cường độ đàn hồi, giữ ẩm và bảo

vệ da khỏi những tác động của môi trường bên ngoài như khói bụi, tia UV,