Nghiên cứu tác dụng chống tăng đường huyết của cây nhân trần tía và ứng dụng sản xuất bột hòa tan

Mục đích của nghiên cứu là đánh giá sự chống tăng đường huyết của nhân trần tía. Các liều thử khác nhau của các cao chiết cồn và nước trên chuột bị tăng đường huyết bằng đường uống cho kết quả ở liều dùng thấp của cao cồn (40 mg/kg) và của cao nước (50 mg/kg) tương đương với nhóm đối chứng dùng thuốc glibenclamide. Mời các bạn cùng tham khảo!

Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 NGHIÊN CỨU TÁC DỤNG CHỐNG TĂNG ĐƯỜNG HUYẾT CỦA CÂY NHÂN TRẦN TÍA VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT BỘT HÒA TAN *Phạm Quang Thắng; Lương Thị Ngọc Hân; Phạm Tiến Đạt; Nguyễn Ngọc Hồng Trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM Email: *pquangthang1@gmail.com TĨM TẮT Cây nhân trần tía Adenosma bracteosum Bonati dùng y học cổ truyền Việt Nam để trị bệnh gan mật có nghiên cứu hoạt tính sinh học khác Mục đích nghiên cứu đánh giá chống tăng đường huyết nhân trần tía Các liều thử khác cao chiết cồn nước chuột bị tăng đường huyết đường uống cho kết liều dùng thấp cao cồn (40 mg/kg) cao nước (50 mg/kg) tương đương với nhóm đối chứng dùng thuốc glibenclamide Những kết thu nghiên cứu chứng minh nhân trần tía chống tăng đường huyết nên hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường Hoạt tính chống tăng đường huyết chất cao cồn chuột tiểu đường gây streptozotocin gây có hiệu tương đương thuốc glibenclamide liều 10mg/kg (p>0,05) Với mục đích tạo thuận lợi cho người dùng để ngăn ngừa bệnh tiểu đường, nguyên liệu nhân trần sử dụng để sản xuất bột nhân trần hòa tan phương pháp sấy phun máy MOBILE MINOR hãng Niro Đan Mạch sản xuất để tạo sản phẩm bột nhân trần Với mục đích đạt hiệu suất thu hồi tối đa tiến hành khảo sát thơng số ảnh hưởng đến q trình sấy hàm lượng chất khô dịch nhân trần trước sấy, nhiệt độ khơng khí đầu vào, áp lực khí nén lưu lượng bơm nhập liệu Kết với hàm lượng chất khô trước sấy 200Bx, nhiệt độ không khí đầu vào 1600C, áp lực khí nén 4,00 bar, lưu lượng bơm nhập liệu 1500 mL/h, hiệu suất thu hồi sản phẩm trình sấy phun đạt 60%, độ ẩm sản phẩm nhỏ 5% Sản phẩm bột nhân trần hòa tan kiểm tra hoạt tính chống tăng đường huyết in vivo Kết thử nghiệm cho thấy sản phẩm có tiềm chống tăng đường huyết nên thích hợp cho việc ngăn ngừa hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường Từ khóa: Nhân trần, chống tăng đường huyết, streptozotocin, bột hịa tan, sấy phun ĐẶT VẤN ĐỀ Cây nhân trần tía Adenosma bracteosum Bonati thuộc họ Scrophulariaceae loại thân thảo, có mùi thơm trồng mọc hoang Campuchia, Lào miền Nam Việt Nam Cây nhân trần tía sử dụng dân gian vị thuốc với tác dụng hỗ trợ tiêu hóa, lợi mật, tiêu độc, lợi tiểu, chữa cảm cúm, táo bón, bệnh vàng da (Đỗ Tất Lợi, 2004) 282 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Ngoài ra, có chứa tinh dầu với thành phần thymol với diện carvacrol nên có khả kiểm sốt phịng chống bệnh nhiễm khuẩn, ho, hen suyễn (Tsankova et al., 1994, Can Baser K.H, 2008) Tuy nhiên, chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu nhân trần tía Mục đích nghiên cứu nghiên cứu tác dụng chống tăng đường huyết nhân trần tía từ sản xuất bột nhân trần hịa tan với mục đích tạo sản phẩm thực phẩm mang tính tiện dụng giúp ngăn ngừa hỗ trợ cho người bệnh tiểu đường tạo sản phẩm có lợi cho sức khỏe cộng đồng từ nguyên liệu có sẵn nước Từ thiết lập quy trình cơng nghệ sản xuất bột nhân trần hoà tan, tạo sản phẩm có tính ứng dụng cao, có chất lượng phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng Độ ẩm sản phẩm không vượt 5% VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Vật liệu Cây nhân trần tía (phần mặt đất) thu hái vào tháng 11 tỉnh Tây Ninh Chuột bạch (Mus musculus var albino) chủng Swiss – tuần tuổi nặng 25 – 30 g cung cấp Viện Pasteur TP HCM Ethanol 960 (Merk), đường gulucose, glibenclamide (India)… số hóa chất khác đạt tiêu chuẩn phân tích Maltodextrin sản xuất từ Nhật, dạng bột mịn, màu trắng, có khả hịa tan hồn tồn nước, độ ẩm – 7%, số DE 17 – 20, Cyclodextrin: Sản xuất Pháp, độ ẩm – 6% Đường cỏ sản xuất Công ty Global Stevia, Việt Nam, tiêu chuẩn sản phẩm số:12952/2011/YT-CNTC, dạng bột mịn, màu trắng Thí nghiệm bố trí phịng thí nghiệm Cơng nghệ Sau thu hoạch – Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Nông nghiệp Công nghệ cao Phương pháp nghiên cứu Phương pháp trích ly chuẩn bị dung dịch đặc: Cây tươi sau thu hái rửa sạch, đem phơi sấy khô nhiệt độ 55 – 600C Nguyên liệu sau khô đạt độ ẩm yêu cầu, đem xay nhỏ c�1×1 mm, nguyên liệu khô chiết kiệt dung môi ethanol 70% Dịch trích ly đặc nồi chân khơng (ở nhiệt độ 600C), q trình đặc đến chất khơ hịa tan đạt 180Bx Phương pháp đánh giá khả chống tăng đường huyết Nghiên cứu thực mô tả trước Rahman et al (2011) Những chuột bạch đực chia làm nhóm (6 nhóm) Nhóm (nhóm chứng trắng) chuột bình thường Nhóm (chuột tăng đường huyết) chuột uống đường với 2g glucose/kg Nhóm (nhóm chứng thuốc) chuột uống thuốc với thành phần glibenclamide (10 mg/kg) đường với 2g glucose/kg Nhóm đến nhóm (nhóm 4, dùng Et; nhóm 7, dùng cao chiết W): chuột cho uống cao chiết Et W liều tương ứng 30, 40 50 mg/kg đường với 283 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 2g glucose/kg Các mẫu máu thu nhận hai sau uống glucose lượng đường máu đo phương pháp glucose oxidase Phương pháp khảo sát mơ hình in vivo chuột bị gây tiểu đường streptozotocin Tạo mơ hình chuột tiểu đường type phương pháp mô tả Kenneth et al (2008) tham khảo mơ hình Nguyễn Trung Quân (2009) có thay đổi liều thử: chuột gây bệnh tiểu đường cách tiêm phúc mạc bụng chuột liều 150 mg.kg-1 streptozotocin (STZ), hòa tan đệm citrate 0,1M lạnh, pH 4,5; sau tiêm, nước cho chuột uống thay dung dịch glucose 5% Nhóm đối chứng chuột tiêm đệm citrate Sau ngày tiêm STZ, chuột có nồng độ glucose máu lúc đói 14 mmol/L coi tiểu đường đưa vào nghiên cứu Sau tạo mơ hình chuột tiểu đường type thành công, tiến hành với số lượng lớn để thử nghiệm hoạt tính chống tăng đường huyết mẫu cao chiết chuột gây tiểu đường chọn, thực mô tả Rucha et al (2010) Các chuột phân thành nhóm, nhóm Nhóm chuột bình thường uống DMSO 1% nước cất Nhóm chuột bệnh tiểu đường uống DMSO 1% nước cất Nhóm chuột bị bệnh tiểu đường uống thuốc đặc trị glibenclamide (10 mg.kg-1) Nhóm 4, nhóm nhóm thử chuột bệnh tiểu đường cho uống cao Et cao W nhân trần với liều 40 mg.kg-1 cao Et liều 50 mg.kg-1 cao W Mỗi nhóm cho cho uống mơ tả đặn ngày 21 ngày, đo lượng đường máu, đặn tuần lần, chuột cho nhịn ăn đêm trước đo Phương pháp xác định độ ẩm Xác định độ ẩm bán thành phẩm thành phẩm theo phương pháp cân đến trọng lượng không đổi (trên máy đo ẩm hồng ngoại Scantex) Phương pháp tính hiệu suất thu hồi sản phẩm: Hiệu suất thu hồi sản phẩm tính: Bằng % tổng lượng chất khô sản phẩm tổng lượng chất khô dịch nhập liệu Phương pháp xử lý số liệu Xử lý số liệu phần mềm Excel 2010 phần mềm SAS 9.2 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hoạt tính chống tăng đường huyết nhân trần tía Hoạt tính chống tăng đường huyết nhân trần tía thể hình 1, kết cho thấy thay đổi nồng độ đường huyết nhóm chứng trắng (nhóm 1) mức ổn định nhóm tăng đường huyết (nhóm 2) nằm mức cao Kết cho thấy nhóm động vật cho uống cao chiết Ethanol (Et) cao chiết nước (W) từ nhân trần tía có khả giảm nồng độ glucose đáng kể liều 40 mg/kg cao Et liều 50 mg/kg cao W tương đương với nhóm chứng trắng nhóm thuốc glibenclamide liều 10 mg/kg (p>0,05) Điều chứng tỏ cao chiết từ nhân trần tía có tiềm việc phòng ngừa hỗ trợ điều trị bệnh 284 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 tiểu đường cho người liều dùng thấp thể hoạt tính giúp ổn định đường huyết Đây báo cáo hoạt tính chống tăng đường huyết từ nhân trần tía báo cáo Cao chiết từ nhân trần tía nghiên cứu tiếp tục mơ hình động vật bị đái tháo đường tuýp tuýp H� nh 1: Hiệu chống tăng đường huyết cao Et W H� nh 2: Hiệu chống tăng đường huyết mơ hình chuột bị gây độc STZ Hoạt tính chống tăng đường huyết mơ hình in vivo chuột bị gây tiểu đường streptozotocin Streptozotocin, dẫn xuất n-nitroso glucosamine Streptozotocin coi tác nhân phá hủy tế bào beta tuyến tụy nghiên cứu đái tháo đường Type 1, STZ làm cản trở q trình oxy hóa chuyển hóa tế bào, gây độc cho tế bào beta Chức tế bào beta đảo tụy bị suy giảm, gây giảm lượng insulin tiết vào máu dẫn tới lượng đường huyết cao máu Qua hình ta thấy nhóm chuột cho uống cao Et có kết gần với nhóm chuột uống thuốc thử thời gian dài đạt kết tốt thuốc Cịn cao W lại cho kết yếu Việc giảm nồng độ glucose máu nhờ cao chiết Et W tác động nhiều yếu tố, cao chiết Et W ảnh hưởng cách tích cực đến tiết insulin tuyến tụy ức chế hấp thu glucose ruột, làm giảm diện glucose huyết (Nyunai et al., 2004) Stress oxy hóa làm rối loạn chức tế bào β tượng kháng insulin dẫn đến bệnh tiểu đường tăng đường huyết (Omotayo et al., 2012) Việc sử dụng số hợp chất tự nhiên terpenoid flavonoid có khả làm giảm stress oxy hóa, giúp ổn định đường huyết (Gonzalez-Burgos et al., 2012) Trong thành phần nhân trần tía chứa chủ yếu terpenoid, steroid, flavonoid, nên nhờ hợp chất mà cao chiết Et W từ làm ổn định đường huyết tốt Từ kết cho thấy cao chiết Et W có hoạt tính chống tăng đường huyết tốt Từ đó, tiến hành nghiên cứu sản xuất sản phẩm bột hòa tan nhân trần tía 285 Hội nghị Khoa học An tồn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Nghiên cứu xác định số thông số kỹ thuật q trình sấy phun bột nhân trần tía Xác định chất mang nồng độ chất mang thích hợp Tiến hành nghiên cứu lựa chọn loại chất mang thích hợp cho việc sấy phun chất bột nhân trần hòa tan Tiến hành khảo sát loại chất mang thông dụng maltodextrin, cyclodextrin với nồng độ khảo sát 1%, 2%, 3%, 4% Chỉ tiêu theo dõi sản phẩm thu bao gồm độ ẩm sản phẩm, chất lượng cảm quan Kết thu trình bày Bảng Từ kết thu cho thấy, sử dụng maltodextrin cyclodextrin sản phẩm có độ ẩm thấp, có màu vàng tươi trạng thái sản phẩm tốt hơn; có khả hồ tan tốt nước Tuy nhiên, khả bảo quản sản phẩm mẫu sử dụng cyclodextrin thấp so với mẫu sử dụng maltodextrin (sau sấy tháng cyclodextrin hút ẩm nhanh hơn) nên maltodextrin chọn làm chất mang thích hợp cho việc tạo sản phẩm bột sấy phun Qua bảng cho thấy mẫu sử dụng nồng độ maltodextrin 3% cho sản phẩm bột có màu vàng tươi, mịn thơm dễ chịu, sản phẩm không bị hút ẩm nhanh nồng độ 4% Do đó, lựa chọn chất mang maltodextrin nồng độ 3% cho thí nghiệm Bảng 1: Ảnh hưởng chất mang đến trình sấy phun bột nhân trần Chất mang Maltodextrin Cyclodextrin 286 Nồng độ (%) Độ ẩm Nhận xét 1% 6,84% Bột có màu vàng nhạt, hút ẩm nhiều, vón cục nhiều, mùi thơm, có độ bám dính cao 2% 5,52% Bột có màu vàng nhạt, vón cục, khơng mịn, tơi, hút ẩm nhanh, có mùi thơm, bột có độ bám dính cao 3% 4,64% Bột có màu vàng nhạt, mịn, tơi, hút ẩm chậm, mùi thơm đặc trưng nhân trần, độ bám dính thấp 4% 4,18% Bột có màu vàng đậm, mịn, tơi, hút ẩm nhanh, có mùi khét, có độ bám dính cao 1% 6,52% Bột có màu vàng nhạt, vón cục, hút ẩm nhanh, có mùi thơm, bột có độ bám dính cao 2% 5,34% Bột có màu vàng nhạt, vón cục, hút ẩm nhanh, có mùi thơm nhạt, bột có độ bám dính cao 3% 4,45% Bột có màu vàng nhạt, mịn, hút ẩm nhanh, có mùi thơm nhạt, bột có độ bám dính cao 4% 4,00% Bột có màu vàng nhạt, vón cục, hút ẩm nhanh, có mùi thơm đậm, bột có độ bám dính cao Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Xác định nhiệt độ sấy thích hợp đến q trình sấy phun bột nhân trần Dịch trích ly sau đặc có hàm lượng chất khơ hòa tan 18%, bổ sung lượng maltodextrin 3% hàm lượng chất khơ hỗn hợp ngun liệu vào thiết bị sấy phun 20% tiến hành sấy phun nhiệt độ đầu vào 140, 150, 160, 170 180 0C Các thơng số cịn lại thiết bị sấy áp suất khí nén P = 3,5 bar, lưu lượng dòng nhập liệu 2000 mL/h giữ ổn định Kết thể bảng Qua kết cho thấy, nhiệt độ đầu vào thấp hay cao ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Khi nhiệt độ sấy 1600C sản phẩm có độ ẩm thấp sản phẩm bị cháy làm cho màu vàng tươi bị chuyển sang vàng sẫm, đồng thời sản phẩm có mùi khét, khơng đặc trưng cho sản phẩm Qua thí nghiệm này, lựa chọn nhiệt độ sấy đầu vào Tv = 1600C, hiệu suất thu hồi bột sản phẩm 35,48% độ ẩm sản phẩm 4,43% Bảng 2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến chất lượng đến trình sấy phun bột nhân trần Nhiệt độ (0C) Hiệu suất thu hồi sản phẩm (%) Độ ẩm (%) 140 20,52 5,59 150 26,81 5,24 160 35,48 4,43 170 31,15 3,15 180 28,64 2,61 Xác định lưu lượng bơm nhập liệu đến chất lượng bột hòa tan nhân trần Lưu lượng nhập liệu có liên quan đến tốc độ bơm nhập liệu, suất thiết bị nhiệt độ khơng khí đầu (Jan, 2002) Khảo sát lưu lượng nhập liệu là: 1000, 1500, 2000, 2500, 3000 mL/h Các thơng số thí nghiệm giữ không đổi hàm lượng chất khô 20%, áp suất khí nén P = 3,5 bar; nhiệt độ sấy T = 1600C Theo kết thí nghiệm bảng cho thấy: Lưu lượng bơm nhập liệu có ảnh hưởng lớn đến lưu lượng dòng nhập liệu, suất thiết bị nhiệt độ khơng khí đầu Lưu lượng bơm nhập liệu tăng thời gian lưu vật liệu sấy buồng sấy giảm hiệu sấy không cao Độ ẩm tăng, phần hạt ẩm dính lại buồng sấy tăng dẫn đến giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau trình sấy phun Ở mức lưu lượng nhập liệu 1000 mL/h 1500 mL/h hiệu suất thu hồi sản phẩm cao độ ẩm thấp Nhưng mức lưu lượng nhập liệu 1000 mL/h thời gian sấy dài, sản phẩm có mùi khét có vị đắng nên chọn lưu lượng nhập liệu 1500 mL/h Khi đó, hiệu suất thu hồi sản phẩm trình sấy phun đạt 47,17%, độ ẩm sản phẩm 3,01% 287 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Bảng 3: Ảnh hưởng lưu lượng bơm nhập liệu đến trình sấy phun bột nhân trần Lưu lượng nhập liệu (mL/h) Hiệu suất thu hồi sản phẩm (%) Độ ẩm (%) 1000 45,98 2,80 1500 47,17 3,01 2000 38,05 4,32 2500 32,38 4,88 3000 25,90 5,74 Khảo sát áp suất khí nén đến chất lượng bột hịa tan nhân trần Khí nén có nhiệm vụ làm quay đầu phun sương, tạo hạt sấy Áp suất khí nén tăng tốc độ quay đầu phun tăng Vì vậy, tiến hành khảo sát áp suất khí nén P = 3,00; 3,25; 3,50; 3,75 4,00 bar Các thông số khác cố định nồng độ chất khô 20%; lưu lượng nhập liệu 1500 mL/h; nhiệt độ đầu vào 1600C Kết thí nghiệm cho thấy áp suất khí nén ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm q trình sấy phun, lại ảnh hưởng đến độ ẩm sản phẩm (Bảng 4) Vì áp suất khí nén tăng đầu phun quay nhanh hơn, hạt sương có kích thước nhỏ hơn, diện tích tiếp xúc với khơng khí nóng tăng, đồng thời hạt nhẹ khơ bị dính lại thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao độ ẩm thấp Khi thử tăng áp suất khí nén lên 4,25 bar, điều kiện hệ thống làm việc không ổn định Hiệu suất thu hồi sản phẩm trình sấy phun với áp suất khí nén 4,00 đạt 60,90% độ ẩm sản phẩm 2,70% Bảng 4: Ảnh hưởng áp suất khí nén đến chất lượng bột hòa tan nhân trần Áp suất khí nén (bar) Hiệu suất thu hồi sản phẩm (%) Độ ẩm (%) 3,00 32,35 2,99 3,25 40,17 2,86 3,50 45,05 2,80 3,75 50,38 2,75 4,00 60,90 2,70 Khảo sát trình phối trộn đường cỏ bột nhân trần Để hoàn thiện sản phẩm, tiến hành phối trộn với đường cỏ xay nhuyễn Vì tiêu chuẩn cảm quan nên chọn phương pháp thử thị hiếu mức độ ưa thích loại nước uống pha từ sản phẩm nhân trần hòa tan Tiến hành thí nghiệm thay đổi tỷ lệ phối trộn đường cỏ xay/bột nhân trần sau sấy 1/2; 1/1; 2/1 3/1, pha thành nước uống với 20% bột thành phẩm, tiến hành đánh giá cảm quan so hàng thị hiếu 15 người thử Bảng 5: Đánh giá cảm quan tỷ lệ phối trộn bột nhân trần đường cỏ Mẫu thử A B C D Tỷ lệ đường: bột 1:2 1:1 2:1 3:1 Tổng điểm 39 24 34 53 288 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Các mẫu thử khảo sát cảm quan phương pháp so hàng thị hiếu Theo kết khảo sát, mẫu có ưa thích khác nhau, điểm tổng thấp nhiều người ưa thích mẫu thử Tỉ lệ 1:1 ưa thích nhất, có vị đậm đà vẩn giữ hương vị nhân trần tự nhiên, độ vừa phải, phù hợp với đa số sở thích người thử Tỉ lệ 3:1 người ưa thích q khơng cịn hương vị nhân trần, khơng phù hợp với thị hiếu người thử, hai tỉ lệ 1:2 2:1 có tổng điểm chênh lệch khơng đáng kể nên khác biệt chúng khơng có ý nghĩa Quy trình sản xuất bột nhân trần hịa tan Nhân trần Phân loại, rửa Sấy Tạp chất Nhiệt độ 0.05) For the purpose of facilitating users to prevent diabetes, raw materials A bracteosum are used to produce soluble ceiling powder, raw materials used the drying spray method (dryer spray MOBILE MINOR - Denmark) to produce instant powder from A bracteosum In order to maximize the product recovery yield of spray drying of A bracteosum, survey of technology parameters affect the drying: dry mass before drying, initial air temperature, air pressure for atomization and the input flow pump were studied Using extraction solutions with total sub solid 200 Bx the input temperature is 1600C, the air pressure for atomization is 4.00 bar, the input flow pump is 1500mL/h, the efficiency of product reached 60% (Wsp