KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI HUYỀN PHÙ “SUBMICRON CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN VỚI SỰ BỔ SUNG SẮT FUMARAT ĐỊNH HƯỚNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI HUYỀN PHÙ “SUBMICRON CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN VỚI SỰ BỔ SUNG SẮT FUMARAT ĐỊNH HƯỚNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Họ và tên sinh viên: HUỲNH THỊ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHỐI HUYỀN PHÙ “SUBMICRON CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN VỚI SỰ BỔ SUNG SẮT FUMARAT ĐỊNH HƯỚNG LÀM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Họ và tên sinh viên: HUỲNH THỊ KIM NGỌC

Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Niên khóa: 2007 – 2011

Tháng 08/2011

CURCUMIN” VÀO NỀN GELATIN BỔ SUNG SẮT FUMARAT

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, con xin tỏ lòng biết ơn cha mẹ đã sinh ra, nuôi nấng và dạy

dỗ con thành người

Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố

Hồ Chí Minh, đặc biệt là các thầy cô của Bộ môn Công Nghệ Hóa Học đã hết lòng giảng dạy, truyền đạt kiến thức để em có thể hoàn thành khóa học

Xin gửi đến cô Lê Thi Hồng Nhan lời biết ơn sâu sắc nhất, cô đã hết lòng chỉ bảo cho em nhiều kiến thức mới để em có thể hoàn thành luận văn này cũng như nhiều kiến thức trong cuộc sống

Cảm ơn các anh chị và các bạn trong phòng thí nghiệm hữu cơ đã giúp đỡ

em rất nhiều trong quá trình làm luận văn Cảm ơn thầy cô và các bạn bộ môn Kỹ thuật hữu cơ đã nhiêt tình hỗ trợ, tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn

Cuối cùng, xin cảm ơn những người bạn của tôi trong lớp DH07HH Cảm

ơn các bạn đã cùng tôi chia sẻ những vui buồn, khó khăn trong hơn bốn năm qua

và trong thời gian thực hiện luận văn

Xin gửi đến tất cả lời chúc sức khoẻ và thành công trong cuộc sống!

Huỳnh Thị Kim Ngọc

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “khảo sát quá trình phối chế huyền phù “submicron curcumin” vào nền gelatin có sự bổ sung sắt fumarat với định hướng tạo sản phẩm thực phẩm chức năng” được tiến hành tại Phòng thí nghiệm Manar, Bộ môn Kỹ Thuật Hữu Cơ, Khoa Kỹ Thuật Hóa Học, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Thành Phố

Hồ Chí Minh, thời gian từ 22/02/2011 đến 15/08/2011

Trong luận văn này, tiến hành các thí nghiệm khảo sát để xác định tỉ lệ tối ưu cho sản phẩm Tỷ lệ nồng độ gelatin/nước để điều chế hệ gel làm giá mang hoạt chất curcumin khảo sát có giá trị thích hợp là: 2/20 (g/ml) Liên kết hydro hình thành giữa curcumin và gelatin được kiểm chứng thông qua kết quả so sánh phổ hồng ngoại (IR) của gelatin nguyên liệu và hệ gelatin – curcumin Kết quả SEM cho thấy hạt curcumin

có dạng cầu ở kích thước nanomet và phân bố đồng đều trong khối gel Đường kính trung bình của curcumin xác định bằng phương pháp DLS cho kết quả là 470nm Sự hiện diện của các cấu tử bổ sung vào hệ (bao gồm curcumin và sắt fumarat) có ảnh hưởng khác nhau đến lý tính và ngoại quan hệ theo kết quả khảo sát màu sắc(CIE-Lab)

và phân tích cơ tính Độ bền hoạt chất curcumin được đánh giá dựa trên biến thiên hàm lượng curcumin trong mẫu theo thời gian bảo quản Mẫu phối curcumin ở nồng

độ 0.02246 g/l có độ bền hoạt chất tốt (hàm lượng curcumin giảm 6.78% sau 9 ngày khảo sát) và yếu tố cảm quan thích hợp Mẫu phối sắt fumarat được lựa chọn nồng độ thích hợp là 2% dựa vào độ bền hoạt chất curcumin và đánh giá cảm quan

ABSTRACT

The thesis “Using “submicron curcumin” in gelatin matrix adds iron fumarate for the approach to functional food product” was conducted in Manar lab, Ho Chi Minh City University of Technology, period from February to August 2011

In this thesis, conducted experiments and surveys to determine the optimum ratio for the product Concentration ratio gelatin / water was appropriate: 2 / 20 (g / ml).SEM results showed that curcumin was spherical particles in nanometer size and uniformly distributed in the gel matrix The average diameter of curcuminoid is determined by DLS method results in 470 nm.In addition, the impact of iron fumarat

on gelatin – curcumin matrix has been estimated by studying the changes of color (CIE – Lab), gel strength (hardness, springiness and cohessiveness) and curcumin stability throughout a period time of preservation The approproate concentration of curcumin suspended in gelatin matrix was suggested at 0.02246 g/l (curcumin amount reduced 6.78% % after 9 days of preservation) Sample distribution iron fumarate is selected the appropriate concentration 2% based on the surface of active substance curcumin and sensory evaluation

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề: 1

1.2 Mục đích đề tài: 2

1.3 Nội dung đề tài: 3

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

2.1 Curcumin: 4

2.1.1 Giới thiệu: 4

2.1.2 Nguồn gốc: 4

2.1.3 Đặc điểm : 5

2.1.4 Cấu trúc hoá học: 5

2.1.5 Tính chất vật lý :[1] 5

2.1.6 Tác dụng dược lý của curcuminnoid :[4] 6

2.1.7 Công dụng của nghệ:[4] 8

2.2 Gelatin:[2] 10

2.2.1 Giới thiệu: 10

2.2.2 Tính chất – đặc điểm (Simon Young, 2005): 11

2.2.3 Gelatin - hệ dẫn truyền hoạt chất: 12

2.2.4 Đặc điểm của gelatin làm chất mang tạo phức polyion: 13

2.3 Sắt[5]: 14

2.3.1.Sắt trong cơ thể: 14

2.3.2 Sắt trong thức ăn: 14

2.3.3 Tầm quan trọng của sắt đối với cơ thể: 15

2.4 Thực phẩm chức năng trong công nghệ nano thực phẩm:[1] 16

2.4.1 Thực phẩm chức năng: 16

2.4.2 Vai trò của việc sử dụng thực phẩm chức năng: 16

2.4.3 Chức năng cơ bản của Thực phẩm chức năng: 17

2.4.4 Thực phẩm chức năng trong công nghệ nano thực phẩm: 17

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu: 19

3.2 Phương pháp nghiên cứu: 20

3.2.1 Đánh giá cảm quan: 21

3.2.2.Phương pháp đo độ lún kim: 22

3.2.3.Đo quang phổ hấp thu UV – Vis: 23

3.2.4.Phương pháp đo mật độ phân bố đường kính hạt (DLS): 23

3.2.5.Phương pháp đo màu theo hệ màu CIE: 23

3.2.6.Kính hiển vi điện tử quét (SEM): 25

3.3 Nguyên liệu và thiết bị: 26

3.3.1.Nguyên liệu và hóa chất: 26

3.3.2.Thiết bị: 26

3.4 Nội dung thí nghiệm: 26

3.4.1 Khảo sát hệ nền gelatin : 26

3.4.2 Khảo sát quá trình phối hoạt chất curcumin vào hệ nền gelatin: 26

3.4.2.1 Chuẩn bị dịch nghệ dạng huyền phù: 26

3.4.2.2 khảo sát quá trình phối hoạt chất curcumin vào hệ nền gelatin : 27

3.4.3.Khảo sát quá trình phối phụ gia sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin: 29

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Đánh giá hệ nền gelatin: 30

4.1.1 Đánh giá cảm quan: 30

4.1.2 Độ cứng : 31

4.1.3 Màu sắc: 31

4.2 Đánh giá quá trình phối submicron curcumin vào hệ nền gelatin (Gelatin-Curcumin): 33

4.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ submicron curcumin: 33

4.2.2 Độ bền của submicron curcumin trong nền gelatin theo thời gian: 36

4.2.2.1 Độ cứng: 36

4.2.2.2 Màu sắc: 36

4.2.2.3 Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian: 38

4.3 Đánh giá quá trình phối sắt fumarat vào submicron curcumin: 39

4.3.1 Đánh giá ban đầu: 39

4.3.2 Độ bền của curcumin khi phối sắt fumarat vào huyền phù curcumin theo thời gian: 41

4.3.2.1 Màu sắc: 42

4.3.2.2 Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian: 43

4.4 Đánh giá quá trình phối sắt fumarat vào nền gelatin: 44

4.5 Đánh giá quá trình phối sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin: 48

4.5.1 Đánh giá ban đầu: 49

4.5.2 Độ bền của curcumin khi phối sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin: 53

4.5.2.1.Độ cứng: 53

4.5.2.2 Màu sắc: 54

4.5.2.3 Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian: 54

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

Phụ lục 1 61

Phụ lục 2 63

Phụ lục 3 65 Phụ lục 4 66

DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Các đồng phân cis-keto và enol của curcumin 5

Hình 3 1: Sơ đồ quy trình thực nghiệm 20

Hình 3 2: Sơ đồ đo độ lún kim 22

Hình 3 3: Thiết bị đo quang phổ hấp thu UV-Vis 23

Hình 3 4 : không gian màu CIELab 24

Hình 3 5: Máy đo màu Minolta hiệu CR-300 25

Hình 3 6 : mối quan hệ giữa nồng độ curcumin với độ hấp thu A 28

Hình 4.1: Màu sắc và độ trong của gel ở những tỉ lệ khác nhau 30

Hình 4.2: Độ cứng của hệ nền gelatin ở những tỉ lệ khác nhau 31

Hình 4.3: Biểu diễn sự biến thiên màu sắc trong không gian màu CIE 32

Hình 4.4:Sự phân bố kích thước hạt (DLS) của huyền phù curcumin trong nước 33

Hình 4.5: Màu sắc của hệ thạch gelatin-curcumin ở những nồng độ khác nhau 34

Hình 4.6 : Hình thái của curcumin trong nền gelatin (Ccur =0.02246g/l) 35

Hình 4.7: Độ cứng của hệ gelatin-curcumin ở những nồng độ khác nhau 36

Hình 4.8: Sự biến thiên màu sắc của hệ gelatin-curcumin ở những nồng độ khác nhau: a) độ sáng L ; b) Trục màu Lục Đỏ- a ; c) Trục màu Lam Vàng= b ; d) Độ sai biệt màu sắc mẫu – ΔE 37

Hình 4.9 : Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian 38

Hình 4.10: Màu sắc huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau 39

Hình 4.11: Sự phân bố kích thước hạt của dịch huyền phù curcumin khi phối sắt

fumarat lần lượt ở các tỉ lệ: a) 0% sắt fumarat b) 2% sắt fumarat c) 3% sắt

fumarat d) 4% sắt fumarat 40

Hình 4.12: Kết quả TEM của dịch huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat lần lượt ở các tỉ lệ: a) 0% sắt fumarat b) 2% sắt fumarat 3% sắt fumarat d) 4% sắt fumarat 41

Hình 4.13 : Đồ thị sự biến thiên màu sắc của huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau: a) độ sáng L ; b) Trục màu Lục Đỏ- a ; c) Trục màu Lam Vàng- b ; d) Độ sai biệt màu sắc mẫu - ΔE 43

Hình 4.14 : Sự biến thiên nồng độ curcumin đổi nồng độ curcumin theo ngày của huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (%) 43

Hình 4.15: Màu sắc và độ trong của nền gelatin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau 44

Hình 4.16: Độ cứng của hệ nền gelatin ở những tỉ lệ khác nhau 45

Hình 4.17 : Biểu diễn sự biến thiên màu sắc trong không gian màu CIE Lab 46

Hình 4.18: Độ cứng của thạch gelatin khi phối sắt fumarat vào theo thời gian 47

Hình 4.19: Sự biến thiên màu sắc của gelatin khi phối sắt fumarat ở các nồng độ khác nhau theo thời gian 48

Hình 4.20: Màu sắc của hệ thạch khi phối sắt fumarat vào nền gelatin-curcumin ở những nồng độ khác nhau 49

Hình 4.21: Phổ hấp thu hồng ngoại của nguyên liệu gelatin, gelatin-curcumin và gelatin-curcumin có bổ sung sắt fumarat 51

Hình 4.22 : Hình thái của curcumin trong nền gelatin khi phối sắt fumarat(2%) 53

Hình 4.23: Độ cứng của hệ gelatin-curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau 53

Hình 4.24: Độ sai biệt màu sắc (ΔE) theo thời gian của huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau 54

Hình 4.25: Biến thiên nồng độ curcumin theo thời gian 54

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 4 1 : Đánh giá cảm quan hệ nền gelatin ở những nồng độ khác nhau 30 Bảng 4 2: Độ biến thiên màu sắc của mẫu ở những nồng độ khác nhau 31 Bảng 4.3: Đánh giá ngoại quan hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau 34 Bảng 4.4: Sự khác biệt tính chất hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau 34 Bảng 4.5 : Sự khác biệt màu sắc của huyền phù curcumin khi phối sắt fumarat ở các

nồng độ khác nhau 39

Bảng 4.6 : Đánh giá cảm quan hệ nền gelatin ở những nồng độ khác nhau 44 Bảng 4.7: Độ biến thiên màu sắc của mẫu ở những nồng độ sắt fumarat khác nhau tại

ngày đầu tiên 45

Bảng 4.8: Đánh giá ngoại quan hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau 49 Bảng 4.9: Sự khác biệt màu sắc của hệ gel gelatin-curcumin ở các nồng độ khác nhau

49

Bảng 4.10: Các nhóm chức, liên kết của nguyên liệu gelatin, gelatin-curcumin và

gelatin-curcumin có bổ sung sắt fumarat 52

Phụ lục 2.2: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của submicron curcumin khi

phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (g/l) 63

Phụ lục 2.3: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của submicron curcumin khi

phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (%) 64

Phụ lục 3.1: Độ cứng của nền gelatin khi phối sắt fumarat vào với những tỉ lệ khác

nhau theo thời gian 65

Phụ lục 3.2: Biến thiên màu sắc của nền gelatin theo thời gian khi phối sắt fumarat ở

các nồng độ khác nhau 65

Phụ lục 4.1: Độ lún kim của hệ thạch gelatin-curcumin theo thời gian 66

Phụ lục 4.2: Biến thiên màu sắc của hệ thạch gelatin-curcumin khi phối sắt fumarat ở

những nồng độ khác nhau theo thời gian 66

Phụ lục 4.3: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của hệ thạch gelatin-curcumin

khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (g/l) 67

Phụ lục 4.4: Sự thay đổi nồng độ curcumin theo ngày của hệ thạch gelatin-curcumin

khi phối sắt fumarat ở những nồng độ khác nhau (g/l) 67

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề:

Ở Việt Nam, tìm cách khai thác tối đa tiềm năng ứng dụng các thành phần có giá

trị trong củ nghệ vàng (Curcuma longa Linn.) nói chung và curcumin nói riêng đã và

đang được chú trọng Do nước ta có điều kiện khí hậu, thổ nhưỡng rất thích hợp để trồng trọt và thu hoạch giống nghệ vàng với trữ lượng và chất lượng cao Bên cạnh nguồn trồng trọt, ở một số địa phương phía Bắc, nghệ mọc hoang dại ước tính trữ lượng lên đến 1000 tấn [1] Hơn nữa, vấn đề trồng trọt, thu hoạch và tồn trữ dễ dàng cũng góp phần đưa cây nghệ là một trong những nguồn nguyên liệu thiên nhiên được chú trọng sử dụng xét về mặt hiệu quả kinh tế

Curcumin (curcuminoid) cùng với tinh dầu là hai thành phần chính trong thân rễ nghệ vàng Với bản chất là polyphenol tự nhiên có hoạt tính sinh học mạnh như kháng ung thư, kháng viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn – nấm… , curcumin ngày nay được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: y học, mỹ phẩm, thực phẩm chức năng…bên cạnh ứng dụng thông thường làm phẩm màu và gia vị trong một số món ăn truyền thống

Tuy nhiên, khuyết điểm chính của curcumin là tính không tan trong nước (11ng/ml [Enhanced]) và phân hủy nhanh dẫn đến sinh khả dụng thấp, đặc biệt khi curcumin được hấp thu qua đường uống Điều này gây lãng phí nguồn nguyên liệu do hiệu suất sử dụng kém, dẫn đến giảm hiệu quả kinh tế…

độ bền của curcumin Đặc biệt trong vài thập niên trở lại đây, với sự bùng nổ của công nghệ nano, vấn đề này đã được giải quyết khá hiệu quả Phương pháp tiếp cận công

nghệ và kỹ thuật nano nhằm tạo các vật liệu kích thước ở phạm vi nanomet có khả năng cải thiện đáng kể các khuyết điểm, hạn chế của vật liệu khối Vì vậy, nghiên cứu

và ứng dụng công nghệ - kỹ thuật nano mở ra nhiều triển vọng mới, không chỉ khắc phục khuyết điểm độ hòa tan kém mà còn giúp tăng cường hiệu quả sử dụng của curcumin cũng như các hợp chất không tan trong nước nói chung

Song song đó, khai thác các nguồn nguyên liệu thiên nhiên dồi dào, an toàn và hỗ trợ sức khỏe cũng là mục tiêu mũi nhọn khi mà hiện nay con người đang đối mặt với nhiều cuộc khủng hoảng toàn cầu về năng lượng, khí hậu, sức khỏe cộng đồng…

chế huyền phù “submicron curcumin” vào nền gelatin có sự bổ sung sắt fumarat với định hướng tạo sản phẩm thực phẩm chức năng” Với phương pháp tiếp cận

mới, dựa trên phát triển hệ phân tán rắn của hoạt chất không tan trong nước (curcumin) trên nền chất mang dạng gel có cấu trúc linh hoạt, đề tài hướng đến cải thiện độ bền phân tán của huyền phù curcumin và từ đó hỗ trợ cho khả năng hòa tan của hợp chất này Bên cạnh đó, ưu điểm nguồn nguyên liệu sử dụng rất dồi dào và có nguồn gốc thiên nhiên giúp khắc phục khuyết điểm của hầu hết các công trình nghiên cứu hiện tại

là khả năng ứng dụng hạn chế trong thực phẩm do sử dụng các chất trợ phân tán và bảo vệ hợp chất curcumin không an toàn cho sức khỏe

1.2 Mục đích đề tài:

curcumin thông qua hướng tiếp cận công nghệ nano nhằm định hướng ứng dụng làm thực phẩm chức năng Bước đầu thiết lập công thức và điều kiện phối chế nhằm đạt được hệ gel có khả năng phân tán curcumin dưới dạng nano bền, hỗ trợ khả năng hấp thu curcumin trong cơ thể

1.3 Nội dung đề tài:

-Khảo sát nền gelatin

-Khảo sát quá trình phối trộn submicron curcumin vào nền gelatin

- Khảo sát quá trình phối trộn sắt fumarat vào nền gelatin

-Khảo sát ảnh hưởng của sắt fumarat lên độ bền, khả năng phân tán và kích thước hạt huyền phù curcuminoid trong nền gelatin

Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Curcumin:

2.1.1 Giới thiệu:

nhiên từ một số giống cây Nghệ (Curcuma) khác nhau [7] Từ lâu, curcumin được biết đến như một loại phẩm màu tạo sắc vàng cam đặc trưng dùng trong thực phẩm Bên cạnh đó các thuộc tính sinh học quý của curcumin đã và đang thu hút sự quan tâm đáng kể nhằm đáp ứng nhu cầu tìm kiếm những nguồn nguyên liệu thiên nhiên an toàn

và hiệu quả phục vụ cho các ngành công nghiệp cơ bản như: dược phẩm, thực phẩm…

2.1.2 Nguồn gốc:

chính: Curcuma longa Linn., C xanthorrhiza Roxb., C wenyujin (Y.H Chen et C Ling), C sichuannsis, C kwangsiensis, C aeruginosa Roxb và C elata Roxb Các

giống nghệ này được trồng trọt ở Trung Quốc và thành phần curcumin được phân tích bởi nhóm nghiên cứu Chen và Fang, 1997 Trong đó nguồn thu curcumin phổ biến

nhất là giống nghệ vàng Curcuma longa Linn – thuộc họ gừng Zingiberaceae có nguồn

gốc từ Ấn Độ [3]

Với đặc điểm là cây ưa ẩm, ưa sáng và có thể hơi chịu bóng; cây có biên độ sinh thái rộng, thích nghi được với nhiều kiểu vùng khí hậu khác nhau Từ nơi có khí hậu nhiệt đới điển hình, nhiệt độ trung bình đến 25 – 260C đến những nơi có khí hậu cận nhiệt đới núi cao, nhiệt độ trung bình dưới 200C, với mùa đông lạnh kéo dài nghệ vẫn tồn tại và sinh trưởng phát triển tốt [1]

Ở Việt Nam, nghệ cũng được coi là một cây trồng cổ ở khắp các địa phương, từ vùng đồng bằng ven biển đến vùng núi cao trên 1500m Ở một số nơi thuộc huyện Quản Bạ, Yên Minh, Đồng Văn, Mèo Vạc (Hà Giang); Sìn Hồ, Phong Thổ (Lai Châu)…[3]

2.1.3 Đặc điểm :

Curcumin là thành phần chính quan trọng nhất trong thân rễ nghệ trong đó curcumin chiếm từ 50 – 60%, demethoxycurcumin chiếm 20 – 30% còn bisdemethoxy chiếm từ 7 – 20%, tùy loại nguyên liệu nghệ và điều kiện chiết tách Để chỉ hỗn hợp của dẫn xuất trên người ta thường dùng thuật ngữ “curcuminoid” Tuy nhiên do dẫn xuất curcumin chiếm tỷ lệ lớn nên các dẫn xuất trên vẫn có thể gọi là “curcumin” [1]

tính sinh học mạnh nhất, bao gồm khả năng kháng ung thư, kháng viêm, chống oxy hóa, kháng khuẩn, nấm…[2]

dichloroethylene, dimethylsulfoxide, benzene, acid acetic và trong dung dịch có tính cồn như ethanol, methanol Để tan được trong nước, curcuminoid phải kết hợp với các chất hoạt động bề mặt như sodium dodecyl sulfate, cetylpyridinium bromide, gelatine, polysaccharide, polyethylenglycol, cyclodextrin Trong dung dịch, thành phần màu chủ yếu thể hiện dạng tautomer keto – enol và tuỳ thuộc vào loại dung môi

có thể tồn tại đến 95% dạng enol

Trong môi trường trung tính, dung dịch Curcuminoid có màu vàng, môi trường acid có màu vàng ánh lục (vàng chanh), có màu từ cam đến đỏ tím trong môi trường kiềm Màu của curcuminoid bền với nhiệt độ, không bền với ánh sáng và khi có sự hiện diện của SO2 với nồng độ ≥ 10ppm

Dung dịch curcumin trong dung môi hữu cơ có độ hấp thụ cực đại ở bước sóng khoảng từ 420-430 nm

2.1.6 Tác dụng dược lý của curcuminnoid :[8]

Curcuminoid có những hoạt tính sinh học chủ yếu như kháng oxy hoá, kháng viêm, kháng virus, kháng nấm và có thành phần dùng để hoá học trị liệu bệnh ung thư Những nghiên cứu trong năm thập kỷ gần đây đã chỉ ra thêm rằng curcumin làm giảm cholesterol trong máu, hạn chế sự đông kết tiểu huyết cầu, ngăn chặn sự nghẽn mạch và nhồi máu cơ tim, hạn chế các triệu chứng của bệnh đái tháo đường loại II, viêm khớp mãn tính, bệnh đa xơ cứng, và bệnh Alzheimer, ức chế sự tái tạo của virus HIV ở người, nâng cao việc điều trị vết thương, bảo vệ khỏi tổn thương gan, tăng sự bài tiết của mật, bảo vệ khỏi bệnh đục thuỷ tinh thể, bảo vệ khỏi bệnh xơ hoá Ngoài

ra, curcuminoid cũng được chứng minh là không có tính độc cho dù sử dụng liều cao

 Hoạt tính kháng oxy hóa của curcuminoid:

Oxy không thể thiếu đối với vi sinh vật hiếu khí và tham gia vào nhiều quá trình sinh hoá học trong cơ thể Trong quá trình đó oxy tạo ra những tiểu phân trung gian gọi là gốc tự do

Khi nhận một điện tử đầu tiên, oxy tạo ra gốc superoxide Đây là gốc tự do quan

trọng nhất của tế bào Từ gốc superoxyd (O2• -), nhiều gốc tự do và các phân tử khác nhau của oxy có khả năng phản ứng cao tạo ra như: HO• - (gốc hydroxyl), H2O2, 1O2(oxy đơn bội), LO• (gốc lipoxyd), LOO• (gốc lipoperoxyd), RO• (gốc alkoxyd), LOOH Tên chung của các gốc này là các dạng oxy hoạt động Ngoài ra trong cơ thể còn có những dạng gốc tự do hoạt động khác có chứa nitơ, clo…

Lão hoá là quá trình thoái hoá các tế bào, mô và các cơ quan gây ra bởi gốc tự

do Theo thời gian quá trình lão hoá và bệnh tật khiến các cơ quan bảo vệ tự nhiên này

bị suy yếu dần Trong cơ thể luôn tồn tại những hợp chất có khả năng loại bỏ các dạng oxy hoạt động trên và được gọi là chất kháng oxy hoá Tiêu biểu là các enzyme như superoxyd dismutase (SOD), glutathione (GSH), glutathione peroxydase (GSH – Px), catalase và những phân tử nhỏ như tocopherol, ascobat … Ngoài ra, có thể bảo vệ cơ thể bằng cách trung hoà các gốc tự do nhờ vào các vitamin, khoáng chất và các hợp chất tự nhiên được bổ sung vào như phenol, các hợp chất flavonoid và carotenoid Hầu hết các chất kháng oxy hoá có nhóm chức phenolic hoặc nhóm β-diketone Curcuminoid là chất kháng oxy hoá đặc biệt có các nhóm chức khác nhau: nhóm β-diketone, liên kết C=C, và vòng phenyl có nhóm hydroxyl và methoxyl khác nhau Do vậy curcuminoid có hoạt tính kháng oxy hoá cao do ngăn cản sự peroxide hoá các lipid trong cơ thể Phản ứng peroxide hoá lipid là phản ứng dây chuyền và xảy ra theo cơ chế gốc tự do, gồm các giai đoạn sau:

Giai đoạn khơi mào: Dưới tác dụng của các gốc tự do, nguyên tử hydro bị tách ra khỏi các acid béo chưa bão hoà (lipid)

-H + R  -S + RH -S + O2  -SOOPhản ứng dây chuyền: Gốc tự do peroxyl vừa hình thành tấn công các acid béo

kế cận

-SOO + -SH  -SOOH + -SQuá trình tiếp diễn dẫn đến sự tích lũy các peroxide béo trong màng tế bào, làm màng tế bào không ổn định và cho phép sự xâm nhập của các ion có hại Gốc tự do peroxide tấn công các ion cũng như các protein màng tế bào Một chất kháng oxy hóa

sẽ kết thúc chuỗi phản ứng dây chuyền tạo gốc tự do và “dập tắt” các gốc tự do cũng như quá trình tạo ra gốc tự do

 Hoạt tính kháng viêm của curcuminoid:

Viêm nhiễm là một chuỗi phản ứng của cơ thể chống lại sự tổn thương mô Phản ứng này cần thiết cho quá trình bắt đầu lành vết thương tuy nhiên lại gây ra sự đau đớn kết hợp nổi đỏ và phồng vết thương Khi bị viêm nhiễm cơ thể sản sinh ra một chất giống hormone là arachidonic acid, dưới tác dụng của enzyme, acid này sẽ chuyển hoá thành các hợp chất gây viêm: leukotriene (làm tăng khả năng thẩm thấu qua mạch, làm gây trương phồng mô), prostaglandin (gây mẩn đỏ, trương phồng, đau nhức vết thương),…

Curcuminoid có tác dụng giống aspirin nhưng tốt hơn aspirin khi sử dụng cho những người bị nghẽn huyết khối mạch máu, viêm khớp

2.1.7 Công dụng của nghệ:[4]

 Trong thực phẩm :

- Sản xuất bột carry dùng làm gia vị trong bánh xèo, bò kho, gà xào xả ớt

- Sản xuất bao gói chống ánh sáng

- Sử dụng để tạo màu trong bơ, salad, margarine, yoghurt, bánh ngọt, bánh bích quy, bắp rang, ngũ cốc, xúc xích

- Sử dụng trong thức ăn gia súc

 Trong dược phẩm:

Trong dân gian, nghệ đã được tin dùng như phương thuốc hữu hiệu để trị tụ huyết, máu cam, làm cao dán nhọt, thoa chống vết thương tụ máu, làm mau lành sẹo, trị viêm gan, vàng da, đau dạ dày, ghẻ lở, mụn nhọt Kết hợp nghệ và dầu vừng cũng được dùng điều trị nhanh khi mới bị bỏng nhẹ, giúp làm giảm phù nề, xung huyết quanh vết bỏng, giúp vết bỏng không lan rộng, chóng khô và liền sẹo Nếu bôi thuốc sớm trong vòng 24 giờ sau khi bị bỏng, sẹo sẽ liền nhanh

Trong Đông y, thân rễ nghệ thường dùng trong các đơn thuốc trị phong hàn, chậm có kinh, băng huyết… Tác dụng hưng phấn và co bóp tử cung

Trị đau bao tử do thiếu acid, trị loét dạ dày Tác dụng chống viêm loét dạ dày do tác dụng tăng bài tiết chất nhày mucin Trị chứng rối loạn tiêu hóa

Các nghiên cứu cũng cho thấy tác dụng tăng khả năng giải độc gan và làm giảm lượng urebilin trong nước tiểu khi dùng nghệ Kích thích sự bài tiết mật của tế bào gan, thông mật nhờ làm co thắt túi mật Ngăn chặn sự phát triển bệnh gan do lạm dụng uống rượu

Nghệ là một nguyên liệu đang được quan tâm như một liệu pháp ngăn chặn, phòng ngừa và chữa trị ung thư và giảm cholestetrol Nghệ cũng chống lại tác động của bệnh gan và chứng xơ vữa động mạch, di căn của ung thư Thông tin gần đây cho thấy có thể làm giảm tỉ lệ mắc ung thư như ung thư vú, tuyến tiền liệt, phổi và ruột kết nếu chế độ dinh dưỡng có nhiều chất nghệ Tác dụng chống khối u có được nhờ đặc tính chống oxy hóa của curcumin Ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư da

và kiềm chế quá trình di căn của ung thư vú sang phổi

Tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm của nghệ cũng đã được nghiên cứu và công

bố Chế độ ăn có bổ sung nghệ giúp ngăn chặn sự phát triển vi trùng lao nhờ làm rối loạn chuyển hóa men của chúng Tinh dầu nghệ có đặc tính khử mùi hôi, đồng thời có tính kháng viêm rất hữu hiệu, bảo vệ niêm mạc miệng, lưỡi, dạ dày

Hoạt chất curcumin chứa trong củ nghệ có tác dụng trong chữa trị bệnh Alzheimer Curcumin-Một hoạt chất chống oxi hóa trong nghệ, được sử dụng trong nhiều loại thuốc Curcumin cũng là một chất kháng viêm tương đương hydrocortison

và phenylbutazon Hoạt chất curcumin có tác dụng tích cực trong việc điều trị căn bệnh khuyết tật gien ở nhiễm sắc thể số 7 - còn gọi là bệnh mucovisidosis

tông màu da, giúp khuôn mặt tươi sáng hơn

Nghệ dùng bằng cách phối trộn trong các dạng sản phẩm chăm sóc da, mỹ phẩm hay đơn giản là dùng trực tiếp từ nghệ Dịch chiết từ nghệ bôi lên da dưới dạng paste, giữ trong 30 phút sau đó rửa sạch Nó tạo cho da màu sáng rực rỡ

 Các ứng dụng khác

 Làm thuốc thử cho acid và kiềm

 Gây độc cho cá sấu Vì thế, những ai bơi trong vùng nước có cá sấu nên bôi nghệ vào để tự bảo vệ mình

 Trồng nghệ quanh nhà để tránh rắn, kiến Nghệ dạng paste có thể sử dụng như thuốc trị rắn cắn ở Ấn Độ

 Thuốc trị muỗi

 Thuốc nhuộm thông dụng cho quần áo của người Ấn

 Màu vàng của nghệ là chất màu thiên nhiên được Dược điển công nhận với mã

số E.100 để nhuộm màu dược phẩm thay thế dần những chất màu tổng hợp như Tartrazine E 102

Như đã trình bày ở trên, curcuminoid có hoạt tính sinh học cao, dùng để trị nhiều chứng bệnh và đặc biệt là đang được nghiên cứu về khả năng chữa trị bệnh ung thư Tuy nhiên curcuminoid tan trong ethanol và acetone, methanol, dichloromethane, dichloroethylene, benzene, acid acetic nhưng không tan trong nước 70% thành phần trong cơ thể người là nước Chính vì độ tan trong nước kém nên làm giảm khả năng hấp phụ curcuminoid vào cơ thể, cũng vì vậy làm giảm hoạt tính, hạn chế tác dụng của curcuminoid Một vấn đề được quan tâm hiện giờ là làm sao phân tán curcuminoid trong nước và hấp phụ chúng tốt nhất Một trong những giải pháp đưa ra là giảm kích thước hạt curcuminoid xuống đến kích thước nano Đây là vấn đề hiện nay được thế giới quan tâm nhiều

2.2 Gelatin:[2]

2.2.1 Giới thiệu:

Gelatin là polymer tự nhiên được dẫn xuất từ collagen, thường được sử dụng trong dược phẩm và y học nhờ khả năng phân hủy sinh học và tính tương hợp sinh học trong môi trường sinh lý (Simon Young, 2005)

2.2.2 Tính chất – đặc điểm (Simon Young, 2005):

- Độ hòa tan: Gelatin trương trong nước lạnh và tan hoàn toàn trong nước nóng Nhiệt độ khoảng 600C cần để giải phóng cấu trúc sắp xếp của gelatin ở trạng thái rắn

- Khả năng làm đặc: thêm gelatin vào dung dịch làm tăng độ nhớt cho dung dịch

- Khả năng gel hóa: Gel hình thành từ gelatin có tính chất đảo nhiệt độ (thermoversible) Đây là tính chất đặc biệt thú vị của gelatin Khi dung dịch gelatin được làm lạnh, độ nhớt tăng dần và chuyển từ dạng sol sang dạng gel Mặt khác, nếu gel được đun nóng, nó hòa tan trở lại thành dạng dung dịch

- Không như hàu hết các dạng gel có gốc keo nước và polysaccharide, gel gelatin không phụ thuộc vào pH và không cần thêm tác nhân phản ứng khác

- Sự chuyển hóa sol/gel có tính chất đảo ngược và lặp lại Tuy nhiên, quá trình đun nóng làm nguội nhiều lần có thể gây ra một số ảnh hưởng làm biến đổi cấu trúc gelatin

- Tạo cấu trúc dạng màng: Khi dung dịch gelatin được trãi thành lớp mỏng trên một bề mặt xác định và chuyển từ dạng sol sang gel thì gelatin sẽ hình thành cấu trúc màng Tính chất này được nhiều nhà sản xuất ứng dụng làm vỏ bọc thuốc dạng cứng

và mềm trong quá trình bao nang dạng micro (microencapsulation)

- Khả năng nhũ hóa: Khả năng nhũ hóa của gelatin giúp hỗ trợ quá trình phân tán hỗn hợp gồm một số cấu tử không tan với nhau

- Tạo tính xốp: khả năng tạo tính xốp của gelatin làm tăng thể tích của hỗn hợp các thành phần lên một tỷ lệ đáng kể, trong điều kiện hỗn hợp phải chứa nước Pha khí là pha trong đó các bọt không khí được hình thành do tác dụng lực cơ học vào hỗn hợp được bao bọc bởi lớp màng gelatin và duy trì ở trạng thái phân tán bền

- Khả năng bền hóa: nhờ khả năng gel hóa các dung dịch keo và hệ nhũ giúp các

hệ này trở nên bền vững Khả năng bền hóa của gelatin thường lớn hơn so với các polymer tự nhiên khác

- Trong cấu trúc mạch phân tử gelatin chứa đồng thời các nhóm dương điện và âm điện và được đặc trưng bởi chỉ số đẳng điện IEP và điểm đẳng điện của gelatin có thể thay đổi trong quá trình điều chế

- Có khả năng hình thành cấu trúc xoắn ba khi nhiệt độ hạ thấp (không có ở polymer tổng hợp) Tốc độ hình thành phụ thuộc:

+ Liên kết cộng hóa trị (liên kết ngang)

+ Trọng lượng phân tử

+ Sự hiện diện của iminocid

+ Nồng độ gelatin trong dung dịch

- Tương tác tĩnh điện giữa gelatin và phân tử hoạt chất tích điện trái dấu tạo nên dạng phức polyion

- Bản chất cấu trúc của gelatin thể hiện sự tương tác đặc biệt với nước

2.2.3 Gelatin - hệ dẫn truyền hoạt chất:

Gelatin là một trong những dạng polymer sinh học được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau do có những đặc điểm nổi bật xuất phát từ cấu trúc phân tử Bên cạnh thể hiện những thuộc tính vốn có của polymer, gelatin với nguồn gốc thiên nhiên

có khả năng phân hủy sinh học và tương hợp sinh học tốt đã trở thành nguồn nguyên liệu quan trọng trong nghiên cứu và ứng dụng, đặc biệt trong hệ dẫn truyền hoạt chất Đặc điểm của hệ dẫn truyền là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hiệu quả của các thành phần chức năng trong nhiều sản phẩm công nghiệp (Jochen) Mật độ liên kết ngang trong gelatin ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy của chúng (Càng ít liên kết ngang, lượng nước càng nhiều dẫn đến khả năng phân hủy

càng nhanh) cũng như tốc độ phóng thích hoạt chất (phức gelatin/ hoạt chất được phân hủy dưới tác dụng của enzyme trong cơ thể)

Do đó, tương tự như các vật liệu làm chất dẫn truyền khác, việc ứng dụng gelatin làm giá mang hoạt chất được định hướng dựa trên các tác dụng chính của hệ dẫn truyền:

1 Là phương tiện mang thành phần hoạt tính đến vùng mong muốn

2 Bảo vệ thành phần hoạt tính khỏi sự phân hủy sinh hóa (chẳng hạn sự oxy hóa) trong quá trình sản xuất, bảo quản và sử dụng, giúp duy trì tác dụng hoạt tính của chất được mang

3 Có khả năng kiểm soát quá trình phóng thích, chẳng hạn tốc độ nhả hoặc điều kiện đặc biệt của môi trường để phát khởi sự phóng thích (pH, độ mạnh ion, nhiệt độ…)

4 Hệ dẫn truyền phải tương hợp với các linh kiện khác trong hệ thống cũng như tương hợp với yêu cầu lý hóa và chất lượng như ngoại quan, cấu trúc, mùi vị, thời gian trưng bày của thành phẩm

sức khỏe Yếu tố này sẽ ảnh hưởng đến phương pháp sử dụng (do ảnh hưởng của việc chọn lựa dung môi thích hợp và không độc hại)

2.2.4 Đặc điểm của gelatin làm chất mang tạo phức polyion:

Điểm đẳng điện của gelatin được biến tính thông qua quá trình chiết tách từ collagen nhằm tạo dạng gelatin dương điện hoặc gelatin âm điện Điều này giúp quá trình tạo phức polyion giữa gelatin và tác nhân hoạt tính trở nên linh hoạt hơn nhờ khả năng liên kết với hợp chất tích điện dương hay âm Chẳng hạn, gelatin âm điện có IEP bằng 5.0 có thể làm chất mang cho protein dương điện trong cơ thể, trong khi gelatin

âm điện có IEP bằng 9.0 nên được sử dụng nhằm kéo dài sự phóng thích của các protein tích điện âm dưới các điều kiện sinh lý trong cơ thể

2.3 Sắt [5] :

2.3.1.Sắt trong cơ thể:

Cơ thể chứa 3 - 4 gam sắt trong đó 2.5 gam sắt chứa ở hemoglobin, khoảng 400

mg chứa ở moglobin Sắt được dự trữ trong cơ thể dưới dạng liên kết với phân tử ferritin, và chúng tồn tại ở gan Ở nam sắt được dự trữ nhiều hơn ở nữ, do người nữ sẽ

tiêu thụ sắt trong chu kì kinh nguyệt, mang thai và cho con bú

Phần lớn sắt trong cơ thể được tích trữ và tái sử dụng lại bằng cách sử dụng sắt từ những tế bào máu đã già Các tế bào hồng cầu khi đã già sẽ bị thiếu máu, đại thực bào

sẽ lấy sắt từ những tế bào đó mang cho transferrin Phức hợp transferrin-sắt tạo thành

sẽ đi vào máu Các tế bào hồng cầu mới được tạo thành phần lớn từ việc tái tạo từ tế bào mới

Cơ thể mỗi ngày tiêu thụ 20 mg sắt để tạo tế bào hồng cầu phần lớn được tái sử dụng lại từ tế bào hồn cầu già

Tuy nhiên con người vẫn mất một lượng nhỏ cố định sắt qua mồ hôi, đường phân, các tế bào da hay màng ruột Lượng sắt mất từ cơ thể người khỏe mạnh trung bình là 1 mg một ngày đối vời nam và 1,5- 2 mg một ngày đối với nữ khi ở chu kì kinh nguyệt Nếu bị các bệnh về kí sinh trùng trong ruột thường mất sắt nhiều hơn Việc mất sắt đòi hỏi con người tiếp tục hấp thu sắt thông qua thành tá tràng của ruột được thực hiện nhờ cơ chế hấp thụ sắt, khi lượng sắt trong cơ thể đã đủ, sự hấp thu sắt được ngăn lại để tránh quá tải sắt Ngoài ra việc bổ sung sắt quá nhiều có thể gây ngộ độc sắt Việc đưa vào cơ thể một lượng sắt quá lớn sẽ gây tổn hại gan, tim và một số cơ quan trong cơ thể Thông thường, việc quá tải sắt chỉ có thể là do uống thuốc quá liều, chứ không quá tải sắt do ăn thức ăn

2.3.2 Sắt trong thức ăn:

hemoglobin và myoglobin có trong thịt, cá và máu, tỉ lệ hấp thu sắt cao, khoảng

20-30% hàm lượng sắt hem có trong thức ăn Sắt non-hem có chủ yếu ở ngũ cốc và rau

củ, tỷ lệ hấp thu thấp hơn và tùy theo sự có mặt của các chất hỗ trợ hay ức chế trong khẩu phần ăn, tỷ lệ này dao động dưới 5% đối với thức ăn thực vật, 16-22% đối với thịt và thường bị ảnh hưởng bởi cá yếu tố có mặt trong thức ăn Các chất hỗ trợ hấp thu sắt là vitamin C , các chất giàu protein Các chất ức chế hấp thu sắt là các phytat, tannin Ngoài ra tình trạng sắt trong cơ thể cũng ảnh hưởng tới sự hấp thu sắt

2.3.3 Tầm quan trọng của sắt đối với cơ thể:

Sắt là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho hoạt động sống của cơ thể Sắt tham gia vào quá trình tổng hợp hồng cầu Sắt trợ giúp trong việc vận chuyển oxy đến các tế bào, đảm bảo quá trình nuôi sống chúng Sắt còn có chức năng dự trữ oxy cho cơ bắp,

vô hiệu hóa một số thành phần lạ xâm nhập từ ngoài vào cơ thể, tham gia tổng hợp các hormone tuyến tiền liệt và giữ gìn khả năng miễn dịch Nếu thiếu sắt sẽ dẫn đến :

dưỡng ở tất cả các cơ quan, đặc biệt là ở não, khiến trẻ mệt mỏi, kém chú ý, kém tập trung trong học tập Kết quả học tập của trẻ bị thiếu sắt thấp hơn hẳn so với các em bình thường và khi được khắc phục tình trạng thiếu sắt thì sức học của các em lại tăng lên rõ rệt Tuy nhiên, ở một số trường hợp trẻ còn bú mẹ bị thiếu sắt lâu ngày sẽ không thể phục hồi hoàn toàn được, dù sau đó có được bổ sung thêm

+Nếu thiếu sắt trong cơ, bắp thịt sẽ bị nhão, trẻ chậm biết ngồi, biết đi, trẻ biếng

ăn, khó ngủ, nhút nhát, lừ đừ, chậm chạp do sắt tham gia vào thành phần của cơ và các hoạt động của enzyme chuyển hóa

Phụ nữ mang thai thiếu máu dễ bị sinh non, bào thai bị suy dinh dưỡng hoặc thường bị băng huyết sau khi sinh và nhiễm trùng hậu sản Trẻ sơ sinh bị khiếm khuyết ống thần kinh thường gặp nhất là gai cột sống chẻ đôi và đó là nguyên nhân dẫn đến trẻ bị bại liệt

2.3.4 Sắt (II)fumarat:

Sắt (II) fumarat là muối sắt (II) của axit fumaric, là chất bột màu hơi cam, được dùng để bổ sung sắt Công thức hóa học của sắt fumarat là C4H2FeO4 Sắt fumarat tinh khiết có chứa sắt với hàm lượng 32.87%

Sắt fumarat được dùng để diều trị bệnh thiếu sắt, bệnh do thiếu tế bào máu do cơ thể quá ít sắt Sắt fumarat là thành phần chủ yếu của một số viên bỏ sung sắt Sắt fumarat ít tan trong dung dịch nhưng tan trong môi trường acid của cơ thể Sắt fumarat

có tỷ lệ hấp thu tương đương sắt sunfat Giá trị sinh học cao và là hợp chất bổ sung lý tưởng vào thực phẩm

2.4 Thực phẩm chức năng trong công nghệ nano thực phẩm:[1],[11]

2.4.1 Thực phẩm chức năng:

Có rất nhiều định nghĩa về thực phẩm chức năng, song tất cả đều thống nhất cho rằng: thực phẩm chức năng là loại thực phẩm nằm giới hạn giữa thực phẩm (truyền thống – Food) và thuốc (Drug)

Bộ Y tế Việt Nam: Thông thư số 08/TT-BYT ngày 23/8/2004 về việc “Hướng dẫn

việc quản lý các sản phẩm Thực phẩm chức năng” đã đưa ra định nghĩa: “Thực phẩm chức năng là thực phẩm dùng để hỗ trợ chức năng của các bộ phận trong cơ thể người, có tác dụng dinh dưỡng, tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng

và giảm bớt nguy cơ gây bệnh”

2.4.2 Vai trò của việc sử dụng thực phẩm chức năng:

Sức khỏe của con người tùy thuộc vào các yếu tố như di truyền, môi trường sống, dinh dưỡng và phòng trị bệnh, trong đó việc dinh dưỡng để phòng ngừa các bệnh tật đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe

do các yếu tố như: dinh dưỡng, di truyền, thể dục thể thao, môi trường Theo đó, yếu

tố dinh dưỡng chiếm tỷ trọng cao nhất 31%, tất nhiên là bảo đảm đủ chất và phải có

chế độ dinh dưỡng hợp lý Tia phóng xạ, tia cực tím, chất thải công nghiệp, khí thải ô

tô, xe máy, nguồn nước ô nhiễm… là những tác động có hại và là nguyên nhân chính của các bệnh tim mạch, ung thư, và các bệnh nguy hiểm khác Ngoài ra, sức khỏe của chúng ta còn bị ảnh hưởng bởi sự căng thẳng, áp lực nhiều mặt trong cuộc sống Tất cả những nguyên nhân trên đã làm cho hệ miễn dịch không có đủ điều kiện hoạt động, sức đề kháng của cơ thể ngày một kém đi và cơ thể rất dễ mắc bệnh

Với việc sử dụng thực phẩm chức năng mỗi ngày đã có những tác động rất hiệu quả trong việc hỗ trợ điều trị và phòng chống một số bệnh Nhờ tính chất chống oxy hóa, tăng miễn dịch giúp các tế bào cơ thể chống lại sự lão hóa, giúp bổ sung cho cơ thể những Vitamin và khoáng chất là những nhóm chất hữu cơ cần thiết mà cơ thể không thể tự tổng hợp được Các nhà khoa học cũng dự báo rằng: Thực phẩm chức năng chính là thức ăn của con người thế kỷ 21

2.4.3 Chức năng cơ bản của Thực phẩm chức năng:

- Chức năng thải độc: Đưa ra khỏi cơ thể những chất cặn bã, chất độc đã lưu trữ lâu ngày, chủ yếu là theo đường bài tiết, có thể qua da

bào

- Chức năng bảo vệ: Giúp cơ thể chống lại các tác nhân có hại từ môi trường bên ngoài

2.4.4 Thực phẩm chức năng trong công nghệ nano thực phẩm:

Trong thời gian gần đây, công nghệ nano đã tiến sâu vào nhiều lĩnh vực khác nhau và đóng góp nhiều lợi ích to lớn cho các ngành công nghiệp, đặc biệt là một số ngành công nghiệp mũi nhọn như vi điện tử, hàng không và công nghiệp dược Sự phát triển của các ngành công nghiệp này dựa trên nguồn kiến thức căn bản và những nghiên cứu ứng dụng trong vật lý, hóa học, sinh học, kỹ thuật và khoa học vật liệu Ngược lại những ứng dụng của công nghệ nano trong lĩnh vực thực phẩm vẫn còn rất hạn chế Tuy nhiên, trong thời gian gần đây, những thành tựu và khám phá thú vị về công nghệ và kỹ thuật nano bắt đầu tác động đến công nghiệp thực phẩm và một số

ngành công nghiệp khác có liên quan Nó tác động đến những khía cạnh quan trọng từ vấn đề an toàn thực phẩm đến tổng hợp những phân tử mới của sản phẩm và thành phần thực phẩm

Bảo mật thực phẩm, các phương pháp dẫn truyền trị liệu, những công cụ mới cho công nghệ tế bào và công nghệ phân tử sinh học, vật liệu mới để phát hiện tình trạng nhiễm bệnh, cải thiện vấn đề bảo vệ môi trường là một trong những ví dụ điển hình cho sự kết hợp hiệu quả giữa công nghệ nano với khoa học, kỹ thuật nông nghiệp và thực phẩm

Vật liệu nano dùng trong thực phẩm được phân thành 3 loại chính: vô cơ, hữu cơ

và vật liệu cấu trúc nano được gắn thêm một số nhóm chức nhằm những mục đích nhất định (cải thiện độ bền, tạo một số hoạt tính…) Vật liệu nano hữu cơ (nhiều hợp chất

có nguồn gốc thiên nhiên) được dùng (hoặc được biến tính) trong thực phẩm/ sản phẩm chăn nuôi nhằm tăng sự khả năng sử dụng, hấp thu và cải thiện sinh khả dụng của vitamin, các hoạt chất chống oxy hóa trong cơ thể so với những đương lượng khối truyền thống Do tồn tại nhiều tính chất mới, của vật liệu nano đem lại nhiều cơ hội cho ngành công nghiệp thực phẩm Cấu trúc nano trong thành phần thực phẩm được phát triển và cho thấy khả năng cải thiện mùi vị, cơ cấu và độ bền của sản phẩm Tuy nhiên các nhà khoa học cũng có ý kiến cho rằng vật liệu nano bao gồm nhiều hợp chất

cơ bản khác nhau có thể tạo ra những rủi ro mới và độc nhất cho sức khỏe con người

và môi trường và đòi hỏi những dạng thức kiểm soát an toàn mới

Vì vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng các tiến bộ của khoa học kỹ thuật trong công nghệ nano đối với lĩnh vực thực phẩm vẫn đang mở ra nhiều cơ hội và thách thức Bởi lẽ so với những kiến thức cơ sở của vật liệu khối vốn đã được thiết lập khá hoàn chỉnh, việc nghiên cứu và ứng dụng tính chất của vật liệu nano vẫn đang diễn ra song hành, do đó cần có những định hướng thích hợp, tập trung vào một số yếu tố ưu tiên như mức độ an toàn/độc hại, vấn đề môi trường, tính kinh tế, nhu cầu và sự thỏa mãn của người tiêu dùng …

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu:

Mục tiêu của đề tài là khảo sát quá trình phối chế huyền phù “submicron curcumin” vào nền gelatin có sự bổ sung sắt fumarat với định hướng tạo sản phẩm thực phẩm chức năng trong tương lai

Với mục tiêu trên, nội dung cụ thể của đề tài như sau:

-Xác định tỷ lệ tạo nền gelatin

-Khảo sát quá trình phối trộn submicron curcumin vào nền gelatin và độ bền theo thời gian

theo thời gian

gian

-Khảo sát ảnh hưởng của sắt fumarat lên độ bền, khả năng phân tán và kích thước hạt huyền phù curcuminoid trong nền gelatin

Hình 3 1 : Sơ đồ quy trình thực nghiệm

3.2 Phương pháp nghiên cứu:

Việc khảo sát quy trình được cụ thể hóa thông qua xác định các điều kiện, yếu tố ảnh hưởng đến một số tính chất của hệ curcumin/gel gelatin

Yếu tố, điều kiện ảnh hưởng gồm có:

Bột gelatin

Khảo sát blank gelatin

Khảo sát quá trình phối trộn

“submicron” vào nền gelatin

Khảo sát sự ảnh hưởng của sắt Fumarat lên nền gelatin- submicron

i

Cấu trúc (SEM) Độ cứng Tính ổn định Màu sắc

Sắt fumarat Sắt fumarat

+ Nồng độ gelatin (tạo nền gel)

+Huyền phù curcuminoid với các nồng độ khác nhau

+ Sắt fumarat với các nồng độ khác nhau

Các chỉ tiêu đánh giá bao gồm:

Phương pháp đánh giá:

+ Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)

+ Phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM)

Trung tâm Vật liệu Polymer & Composite, ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh

+ Độ trong: quan sát độ trong sản phẩm ở điều kiện thường trong phòng thí nghiệm

+ Độ dai: sản phẩm không bị vỡ khi cầm nắm hay lấy ra khỏi khuôn, cắt mẫu + Màu sắc: ghi nhận màu sắc của sản phẩm

3.2.2.Phương pháp đo độ lún kim:

- Nguyên tắc: đánh giá độ cứng của nền sản phẩm bằng độ lún sâu của kim thả

rơi tự do vào nền

Hình 3 2: Sơ đồ đo độ lún kim

- Cách thực hiện: Dùng một thanh kẹp giữ chặt ống trụ thủy tinh thẳng đứng, dài

50cm Đặt cách mặt nền đặt mẫu 8cm Cho mẫu thạch cần đo đặt ngay phía dưới ống trụ Sử dụng kim với khối lượng m = 0,11g Đặt kim sao cho đầu nhọn của cây kim hướng xuống dưới, chú ý giữ cây kim sao cho hướng thẳng đứng, ổn định tại một mức nhất định (vì các lần khác thí nghiệm tiếp theo cũng phải cố định kim ở mức đó để có kết quả so sánh chính xác) Khi cây kim đã ổn định thì ta cho nó rơi theo đường ống mao dẫn ghim vào mẫu thạch Dùng thước đo chiều dài kim bị lún trong sản phẩm Mỗi mẫu thạch tương ứng với một tỷ lệ xác định, thí nghiệm được lặp lại 3 lần tại

3 vị trí khác nhau trên cùng một mẫu

Nền Mẫu thủy Kim Giá, kẹp

3.2.3.Đo quang phổ hấp thu UV – Vis:

Mẫu sau khi ly tâm được đo hấp thụ ở bước sóng 425 nm

Hình 3 3: Thiết bị đo quang phổ hấp thu UV-Vis

Thiết bị: Kết quả đo quang phổ hấp thu được thực hiện trên máy Thermo

Scientific – Helios Epsilontại Lab tại phòng thí nghiệm hữu cơ – Khoa Kỹ Thuật Hóa Học ,Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh

3.2.4.Phương pháp đo mật độ phân bố đường kính hạt (DLS):

phân bố mật độ hạt (Distribution Laser Scattering)

Thiết bị: Kết quả đo DLS được thực hiện trên máy Horiba LA 920 tại phòng thí nghiệm công nghệ nano- Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh

3.2.5.Phương pháp đo màu theo hệ màu CIE:

Để thuận lợi cho việc tính toán và so sánh các màu với nhau, năm 1976 CIE giới thiệu một hệ thống sắp xếp màu sắc CIELab Trong đó sử dụng 3 thông số:

L: độ sáng

a: tọa độ màu trên trục đỏ-lục

b: tọa độ màu trên trục vàng–lam

Giao điểm của 2 trục a và b là điểm vô sắc (đen, ghi, trắng tùy thuộc vào độ sáng) Những đoạn có cùng tông màu trong mặt phẳng ab nằm trên một đoạn thẳng kéo dài từ điểm trung tâm ra phía ngoài Trục độ sáng L có giá trị từ 0, ứng với màu đen đến 100 ứng với màu trắng Những màu có cùng độ sáng nằm trên mặt phẳng song song với mặt phẳng giấy

Hình 3 4 : Không gian màu CIELab

L1, a1, b1: giá trị ngày đầu tiên

L2, a2, b2: giá trị ngày tiếp theo

- Cách tiến hành: đo màu bằng máy Minolta hiệu CR-300, Nhật Bản Sử dụng

không gian màu CIE – Lab tại phòng thí nghiệm hữu cơ – Khoa Kỹ Thuật Hóa Học ,Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh