Nâng cao giá trị các chất có hoạt tính sinh học trong tỏi bằng kỹ thuật chế biến và ứng dụng công nghệ nano

Mụctiêunghiêncứu .1 Mụctiêuchung

Nâng cao và cải thiện sinh khả dụng của các chất có hoạt tính sinh họctrong tỏi thông qua quy trình chế biến sản phẩm tỏi (tỏi đen và tỏi len menlactic)vàcôngnghệnano. Xây dựng quy trìnhtríchly các hợp chấtsinh học từtỏi đenv à c h ế t ạ o các hạt nano tỏi đen mang các chất có hoạt tính sinh học với kích thước thíchhợp(100nm),hìnhdạngtốtnhất(gầnvớihìnhcầu)vàđộổnđịnhcao.

Ýnghĩacủaluận án .1 Ýnghĩakhoahọc

Đặc biệt, các hợp chất này có khả năng ứng dụngcaotrong việc bảovệ sức khỏe và là một liệu pháp phòngngừa bệnhu n g t h ư cho ngườitiêuthụchúng(như đãđềcậpởtrên). Tỏi đen và tỏi lên men lactic cũng góp phần làm đa dạng hơn các sảnphẩm từ tỏi ngoài thị trường và cung cấp nguồn thực phẩm giàu “giá trị dượcliệu”trong bữaănhàngngày. Trênthếgiới việc áp dụngcông nghệ nano đượcthực hiện đối với các hoạt chất cógiá trị dược liệu cao nhưng khả năng hấp thu kém.

Nhữngđiểmmớicủaluậnán

D o g i à u h ợ p chất chống oxy hóa và lưu huỳnh hữu cơ, tỏi được chứng minh giúp ngăn chặnnhiều bệnh mãn tính và tình trạng liên quan đến quá trình lão hóa, đặc biệt làbệnh tim mạch và bệnh mạch máu não, ung thư, và bệnh Alzheimer. Nhằm rút ngắn thời gian lão hóa tỏi đen (tương tự lạnh đông,), chần làmbiến đổi các tính chất vật lý của mô gây ra sự phá hủy bởi nhiệt độ cao trênmàngtếbàovà biếnđổimộtsốtínhchấtvậtlýnhưđộrỗng. Vật liệu nano là vật liệu có cấu trúc hóa lý ở kích thước lớn hơn thứnguyên nguyên tử/phân tử nhưng nhỏ hơn 100 nm (thể hiện những đặc tính vậtly, hóa học và/hoặc sinh học liên quan đến cấu trúc nano của vật liệu nano).Thực sự, công nghệ nano liên quan đến các chất có tính chất mới lạ do kíchthước của chúng, và nếu dựa trên cấu tạo phân tử tự nhiên (ví dụ, một phân tửsinh học sau khi được chế tạo) thì chức năng của chúng khác với chức năngtrongtựnhiên(LinkovandSteevens, 2008;NarlikarandF u , 2 0 1 0 ; N R C , 2006). Điều này liên quan đến sự tự động tập hợp một cách tự phát của nhiều phân tửthành cấu trúc nano tồn tại vốn dĩ trong tự nhiên và sự tập hợp nhiều phân tửthành cấu trúc siêu phân tử được hỗ trợ bởi tiến trình gây ra thay đổi trên vậtliệu. Thuật ngữ “công nghệ nano” mô tả cách tiếp cận nhằm thao tác trên vậtchất ở kích thước phân tử dẫn đến tạo ra vật liệu và/hoặc sản phẩm mới. TEM; phổ khối lượng nguyên tử nano thứ cấp, nano-SIMS; tán xạ neutron gócnhỏ và tia X, SANS và SAXS) có thể được sử dụng để xác định và mô tả cấutrỳc nano.

Việc chế tạo vật liệu nano có thể được tiếp cận bởi “cấu trúc từ trênxuống”,“cấutrúc từdưới lên” hoặc kết hợpcả hai.Trong cấutrúc từt r ê n xuống, một vật liệu nano được tạora từvật liệucóthứ nguyênt h í c h h ợ p l ớ n hơn bằng cách sử dụng tiến trình giảm kích thước (ví dụ, xay, hóa lỏng micro,đồng hóa). Trong suốt quá trình chế biến thựcphẩm, polymer sinh học bị tiếp xúc với nhiều kiểu ứng suất (ví dụ, gia nhiệt,biến dạng, áp suất) điều này có thể thay đổi tính chất hóa lý của chúng. Đây làmột đòn bẩy khác trong cấu trúc nano thực phẩm, và do đó những tích chất vĩmôvềsau,cóthể đượcthiếtkếlại. 300nm,phụthuộc vàopH)vàbọcnanghoạttínhsinhhọckỵnước,. Ngoài ra các kết quả nghiên cứu khác trên thế giới liên quan đến nghiêncứu này đã được thực hiện với kết quả chothấy có sự tăng hoặc giảmc á c c h ấ t có hoạt tính sinh học trong sản phẩm tỏi đen được chế biến (đã đề cập ở phần2.1).

Xác định ảnh hưởng của thời điểm thuần thục và điều kiện bảo quản đếnđặc tính lý học và các hợp chất có hoạt tính sinh học trong quá trình tồn trữ.Chọn được thời điểm thu hoạch tỏi có chất lượng tốt nhất và điều kiện tồn trữthích hợpđểápdụngtrongchế biếncácsảnphẩmtỏi. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự hiện diện của sản phẩm hóanâu có liên quan đến việc gia tăng hoạt động chống oxy hóa và các sản phẩmhóa nâunày cũng phát huy khả năngchốngoxy hóa bằngcáchp h á v ỡ c á c chuỗi gốc tự do thông qua sự hỗ trợ của các nguyên tử hydro (Manzoccoet al.,2000). Từ dữ diệu thu nhận được có thể xây dựng mô hình động học diễn tả sựthoái hóa các hợp chất thiosulfinate ở các mức nhiệt độ lão hóa với hệ số xácđịnhtươngquancao(R2>0,9)vàchothấymôhìnhnàycóthểmôtảhơn90%s ốl i ệ u thuđược(Hình4.24).Hệsốktrongmôhìnhcànglớnt h ì tốcđộphân. 70% tổng sốthiosulfinate),trongkhiallylmethyl.

Khi quá trình lão hóa được thực hiện ở nhiệt độ 60oC, hàmlượng acid của tỏi chỉ tăng lên đến 3,08%, do đó tỏi đen lão hóa ở nhiệt độ nàycóvị chua ít hơnsovới các mẫutỏi lão hóa ở các khoảng nhiệt độc ò n l ạ i. Mô hình bề mặt đáp ứng được trình bày ở Hình 4.36 cho thấy kết quả thunhận được khả năng ưa thích của sản phẩm (hay tỷ số khả dĩ) cao nhất khi sấytỏi đenở nhiệt độ 60oC và thời gian 12 giờ (dữ liệu được tínht o á n t ừ m ô h ì n h dự đoán). Kết quả đạt được phù hợp với kếtquả nghiên cứu của Lin and Chang (2005), khi thời gian chần tỏi kéo dài khảnăng trung hòa gốc tự do DPPH của tỏi giảm do mô tế bào thực vật bị phá hủykhi đun nóng,giải phóng các chấtc h ố n g o x y h ó a.

(2007) đã xác định rằng khi chầntỏi ở nhiệt độ 80 và 90oC có thể loại bớt vị cay và ngăn sự xuất hiện của màuxanh, đồng thời cấu trúc của tỏi ít bị ảnh hưởng trong quá trình chế biến tiếptheochocácsảnphẩm đónghộp. Trong một nghiên cứu khác trên bắp cải lên men,dungdịchmuốicónồng độmuốithấps ẽ nhanhc h ó n g tạonhiềua c i d ( Breidtet al.,1995), do đó giảm pH nhanh và tăng khả năng giải phóng phenol tự do.Mặt khác trong quá trình lên men, vi khuẩn lactic có thể sản xuất enzyme, xúctácviệcgiảiphóngcáchợpchấtphenol(Stechell,2000).Lactobacillusplantarums inh enzyme tannase và gallate decarboxylase thủy phân acid tannicthành acid gallic và glucose, làm gia tăng hàm lượng acid galic và ellagic.Enzyme feruloyl esterase trong các chủngL. Khả năng chốngoxy hóa trong tỏi có liên quan phần lớn đến các hợp chất phenol bao gồm cảflavonoid (quercetin, kaempferol và merycitin) (Willett, 1994) và thiosulfinate(Banerjeeet al.,2003).

Hàm lượng polyphenol trong tỏi sau khi kết thúc quá trình lên men có bổsung các loại phụ liệu với các nồng độ khác nhau thể hiện sự khác biệt ý nghĩavề mặt thống kê so với mẫu tỏi lên men không bổ sung hành tây, hành tím vàhànhlá. Hàm lượng flavonoid trong tỏi sau khi kết thúc quá trình lên men có bổsung các loại phụ liệu với các nồng độ khác nhau thể hiện sự khác biệt ý nghĩavề mặt thống kê so với mẫu tỏi lên men không bổ sung hành tây, hành tím vàhànhlá(Bảng4.25). Các mô hình bề mặtđáp ứng thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến TPC, TFC và hàmlượng SAC cóthể giúpdự đoán các kết quả trong quá trình trích ly được thểhiện ởHình4.62,4.63và 4.64.

D o đ ó , q u á trình nano hóa tạo hệ nano tỏi đen không làm xuất hiện các đỉnh dao động mớimà chỉ có sự dịch chuyển về số sóng liên quan đến các liên kết đặc trưng đó.Điều này minh chứng cho việc không có liên kết hóa học mới nào được hìnhthành, khẳng định hơn nữa rằng các hợp chất và vật liệu alginate được kết hợpthôngquacáctươngtácvậtlýchứkhôngphảilàcácphản ứnghóahọc.

Đềnghị

Amagase,H.andJ.A.Milner, 1993.Impact of varioussources of garlica n d their constituents on 7,12-dimethylbenz[a]anthracene binding to mammarycellDNA.Carcinogenesis,14(8):1627-1631. Chandan,R.,B.Sanchita,N.NilimaandB.Sauryya,2015.Influenceofblanching on antioxidant and antimicrobial activitives of raw garlic (AlliumsativumL.).AmericanJournalofPharmaceuticalSciences,2:1071- 1076.