nghiên cứu thu nhận lentinan từ nấm hương và ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng

Với lợi ích to lớn đối với sức khỏe thì việc nghiên cứu các sản phẩm có hoạt tính sinh học Lentinan chiết xuất từ nấm Hương sẽ đáp ứng hơn nữa nhu cầu của người tiêu dùng.. Mục đích nghi

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các kết quả được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào

Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm

ơn và các thông tin được trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Lưu Thị Gấm

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được

sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình

Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết

ơn sâu sắc đến TS Trần Thị Lan Hương – Bộ môn Thực phẩm và Dinh dưỡng, Học viện Nông nghiệp Việt Nam và TS Nguyễn Đức Tiến – Viện Cơ Điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch Đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Thực phẩm dinh dưỡng, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn Đồng thời tôi xin được cảm ơn các anh, chị ở Bộ môn Nghiên cứu Phụ phẩm nông nghiệp – Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng tôi xin được gửi lời cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Tác giả luận văn

Lưu Thị Gấm

MỤC LỤC

Lời cam đoan i

Lời cảm ơn ii

Mục lục iii

Danh mục chữ viết tắt vi

Danh mục bảng vii

Danh mục hình viii

Trích yếu luận văn ix

Thesis abstract xii

Phần 1 Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích – Yêu cầu 2

1.2.1 Mục đích nghiên cứu 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

Phần 2 Tổng quan tài liệu 3

2.1 Giới thiệu chung về nấm hương 4

2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật của nấm Hương 4

2.1.2 Thành phần hóa học 5

2.2 Giới thiệu hoạt chất Lentinan 7

2.2.1 Khái niệm về lentinan 7

2.2.2 Tác dụng của lentinan 9

2.2.3 Hoạt tính chống oxy hóa của Lentinan 12

2.3 Phương pháp trích ly lentinan từ nấm hương 13

2.3.1 Cơ sở khoa học và các phương pháp trích ly hoạt chất lentinan của nấm Hương 13

2.3.2 Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly hoạt chất sinh học lentinan 14

2.4 Tình hình nghiên cứu khai thác hoạt chất sinh học lentinan từ nấm Hương 20

2.4.1 Tình hình nghiên cứu khai thác hoạt chất sinh học lentinan từ nấm Hương trên thế giới 20

2.4.2 Tình hình nghiên cứu khai thác hoạt chất sinh học lentinan từ nấm Hương trong nước 21

2.4.3 Nghiên cứu thu nhận và tinh sạch Lentinan từ nấm Hương 22

2.5 Ứng dụng chế phẩm Lentinan cho tạo viên nang thực phẩm chức năng 22

2.5.1 Xác định hàm lượng Lentinan cho tạo viên 22

2.5.2 Lựa chọn tá dược phù hợp cho tạo viên nang 23

2.5.3 Lựa chọn kích thước viên nang rỗng có trên thị trường cho tạo viên

TPCN 24

2.6 Ứng dụng một số chế phẩm nấm hương trích ly 25

2.6.1 Tính an toàn thực phẩm 25

2.6.2 Một số chế phẩm Lentinan thương mại 26

Phần 3 Đối tượng – nội dung và phương pháp nghiên cứu 28

3.1 Đối tượng, vật liệu, địa điểm và thời gian nghiên cứu 28

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28

3.1.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 28

3.1.3 Vật liệu nghiên cứu 28

3.2 Nội dung nghiên cứu 29

3.2.1 Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất lentinan từ nấm Hương sử dụng sóng siêu âm 29

3.2.2 Nghiên cứu thu nhận và tinh chế lentinan từ dịch chiết nấm Hương 29

3.2.3 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm lentinan thu nhận được cho tạo viên thực phẩm chức năng 29

3.3 Phương pháp nghiên cứu 29

3.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 32

3.3.2 Phương pháp phân tích 37

3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu 42

Phần 4 Kết quả và thảo luận 43

4.1 Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến khả năng chiết xuất lentinan từ nấm hương sử dụng sóng siêu âm 43

4.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình chiết xuất lentinan từ nấm Hương 43

4.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng chiết xuất Lentinan từ nấm Hương bằng sóng siêu âm 45

4.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khẳ năng chiết xuất Lentinan từ nấm Hương 46

4.1.4 Ảnh hưởng của thời gian và cường độ sóng siêu âm tới khả năng chiết xuất lentinan từ nấm Hương 48

4.1.5 Xây dựng quy trình chiết xuất lentinan từ nấm Hương 49

4.2 Nghiên cứu thu nhận và tinh chế lentinan từ dịch chiết nâm Hương 51

4.2.1 Khảo sát loại dung môi kết tủa lentinan từ dịch chiết nấm Hương 51

4.2.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ dung môi và tỷ lệ dịch cô/dung môi đến khả năng tủa lentinan từ dịch chiết nấm Hương 52

4.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng tủa lentinan từ dịch chiết nấm Hương 53

4.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến khả năng tủa lentinan từ dịch

chiết nấm Hương 54

4.2.5 Xây dựng quy trình tinh chế tạo chế phẩm lentinan từ dịch chiết nấm Hương 56

4.2.6 Đánh giá chỉ tiêu chất lượng lý hóa và an toàn thực phẩm của chế phẩm nấm Hương chiết xuất(Lentinan-UtraT) theo TCVN 57

4.2.7 Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm lentinan từ nấm Hương cho chế biến thực phẩm chức năng 59

4.3 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm lentinan-ultrat cho sản xuất viên thực phẩm chức năng 64

4.3.1 Xác định công thức cho tạo viên nang Lentinan 64

4.3.2 Quy trình sản xuất viên nang thực phẩm chức năng từ chế phẩm Lentinan trích ly từ nấm Hương 66

Phần 5 Kết luận và kiến nghị 70

5.1 Kết luận 70

5.2 Kiến nghị 70

Tài liệu tham khảo 71

Phụ lục 75

HTCO Hoạt tính chống oxy hóa

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần các hợp chất chính trong nấm Hương 6

Bảng 2.2 Một số hoạt chất của nấm Hương và công dụng 7

Bảng 2.3 Hàm lượng β-glucan trung bình của nấm Hương và một số nấm khác 9

Bảng 2.4 Bảng so sánh kết quả chiết xuất chè xanh 18

Bảng 2.5 Các ứng dụng của siêu âm năng lượng cao trong công nghiệp thực phẩm 19

Bảng 2.6 Một số chỉ tiêu kĩ thuật của Lentinex 27

Bảng 3.1 Kích thước nguyên liệu cho quá trình chiết xuất 33

Bảng 3.2 Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng chiết xuất lentinan 33

Bảng 3.3 Nhiệt độ tới khả năng chiết xuất lentinan 34

Bảng 3.4 Thời gian và cường độ sóng siêu âm đến khả năng chiết lentinan 34

Bảng 3.5 Dung môi tạo kết tủa lentinan từ dịch chiết 35

Bảng 3.6 Nồng độ và tỷ lệ dịch cô/dung môi cho tủa lentinan từ dịch chiết 36

Bảng 3.7 Nhiệt độ cho quá trình tủa lentinan từ dịch chiết 36

Bảng 3.8 Thời gian cho quá trình kết tủa lentin từ dịch chiết 37

Bảng 3.9 Khảo sát kích thước nang rỗng cho quá trình đóng nang 37

Bảng 4.1 Kết quả xác định chỉ tiêu chất lượng của nấm Hương nguyên liệu 43

Bảng 4.2 Kết quả phân tích các chỉ tiêu của chế phẩm 57

Bảng 4.3 Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật trong chế phẩm 58

Bảng 4.4 Bảng phân tích hàm lượng kim loại nặng và các chất không mong muốn trong chế phẩm 58

Bảng 4.5 Công thức phối trộn các thành phần tạo viên nang TPCN Lentinan-UtraT 65

Bảng 4.6 Bảng chi phí cho sản xuất viên nang Lentinan 68

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1: Hình ảnh nấm Hương 5

Hình 2.2 Cấu tạo Lentinan của nấm Hương 8

Hình 2.3 Quá trình tạo thành và phá vỡ bọt khí trong môi trường lỏng 16

Hình 2.4 Hình ảnh sản phẩm và chế phẩm nấm Hương trích ly 26

Hình 3.1: Sơ đồ quá trình sản xuất viên TPCN từ nguyên liệu nấm Hương 30

Hình 4.1 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến quá trình chiết xuất lentinan từ nấm Hương 44

Hình 4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng chiết xuất Lentinan từ nấm Hương bằng sóng siêu âm 45

Hình 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chiết Lentinan từ nấm Hương 47

Hình 4.4 Ảnh hưởng của thời gian và cường độ sóng siêu âm đến khả năng chiết xuất Lentinan từ nấm Hương 48

Hình 4.5 Sơ đồ quy trình chiết xuất hoạt chất sinh học từ nấm Hương 50

Hình 4.6 Ảnh hưởng của dung môi tới khả năng thu nhận lentinan từ dịch chiết nấm Hương 51

Hình 4.7 Ảnh hưởng của nồng dộ cung môi và tỷ lệ dịch cô/dung môi đến khả năng thu nhận lentinan từ dịch chiết nấm Hương 53

Hình 4.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thu nhận lentinan từ dịch chiết nấm Hương 54

Hình 4.9 Ảnh hưởng của thời gian tủa đến khả năng thu nhận lentinan từ dịch chiết nấm Hương 55

Hình 4.10: Quy trình tạo viên thực phẩm chức năng từ chế phẩm nấm Hương 66

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Tên tác giả: Lưu Thị Gấm

Tên luận văn: “Nghiên cứu thu nhận Lentinan từ nấm Hương và ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng”

Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp công nghệ:

 Quy trình 1: Sơ đồ sản xuất chế phẩm Lentinan từ nấm Hương

Nấm Hương → Nghiền → Chiết Lentinan(dùng nước lọc RO) → Lọc(bã sau lọc rửa lại bằng nước) → Dịch chiết → Cô chân không → Tủa dịch chiết → Lentinan tủa

→ Tạo hạt → Sấy → Nghiền nhỏ → Chế Phẩm Lentinan – UtraT

- Quy trình 2: Quy trình sản xuất viên nang thực phẩm chức năng từ chế phẩm Lentinan trích ly từ nấm Hương

Chế phẩm Lentinan – UtraT → Phối chế(tá dược:Lactose:MgCO3:1/2) → Đóng nang → Sản phẩm viên nang TPCN

+ Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi tới khả năng chiết xuất Lentinan từ nấm Hương: Sử dụng kích thước nghiền nguyên liệu là kết quả TN

Khảo sát 4 ngưỡng tỷ lệ 1/4,: 1/6: 1/8: 1/10

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chiết xuất Lentian từ nấm Hương: Sử dụng kết quả đã nghiên cứu ở các TN a); b) Khảo sát 4 nhiệt độ 50; 60; 70; 80 độ C + Ảnh hưởng thời gian và cường độ sóng siêu âm đến khả năng chiết xuất Letinan từ nấm Hương: Sử dụng kết quả của các thí nghiệm a,b,c Khảo sát cường độ sóng siêu âm là: 2; 4; 6; 8 W/Cm2 và thời gian lần lượt là: 1;3;5;7;9 phút

b) Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình tinh chế tạo chế phẩm lentinan từ nấm Hương

Sau quá trình chiết xuất thu được dịch chiết Lentinan từ nấm hương, dịch chiết được cô ở nhiệt độ 600C/-1atm, Sử dụng dịch cô tiến hành tách chiết thu nhận Lentinan chế phẩm Ban đầu chúng tôi cố định các điều kiện, thông số kỹ thuật Khối lượng dịch

cô : 2g, dung môi tủa dịch cô : Ethanol 80%, tỷ lệ dịch cô / dung môi : ¼, nhiệt độ tủa : nhiệt độ phòng, thời gian tủa: 8h

+ Khảo sát ảnh hưởng loại dung môi tới khả năng thu nhận lentinan: Tiến hành thí nghiệm với 3 loại dung môi Ethanol 80%; Methanol 80%; Isopropyl alcohol 80% + Ảnh hưởng của nồng độ dung môi và tỷ lệ dịch cô/dung môi trong quá trình tủa lentinan từ dịch chiết: Sử dụng kết quả mục a) Khảo sát trên 4 nồng độ dung môi là: 60%; 70: 80; 90% và 4 tỷ lệ dịch cô/dung môi là: 1/3; ¼: 1/5; 1/6

+ Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình tủa lentinan từ dịch chiết: Sử dụng kết quả thí nghiệm a,b) Khảo sát trên 5 nhiệt độ: 5; 10; 15; 20; 25 độ C

+ Ảnh hưởng của thời gian trong quá trình tủa lentinan từ dịch chiết: Sử dụng kết quả thí nghiệm mục a,b,c) Khảo sát trên 4 thời gian 8;12; 16; 20 giờ C

c) Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm Lentinan-UtraT cho sản xuất viên thực phẩm chức năng

Sau quá trình chiết xuất, thu nhận và tinh chế được chế phẩm Lentinan-UtraT Với hàm lượng Lentinan cố định là 100mg Khảo sát 4 loại kích thước nang rỗng số 00; 0; 1;

2 lần lượt chứa lượng bột là: 700mg; 500mg; 400mg; 350mg cho công thức tạo viên nang thích hợp lựa chọn kích thước nang rỗng phù hợp

- Phương pháp phân tích :

 Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi, hàm lượng protein tổng số theo phương pháp Kjeldahl và hàm lượng lipid theo phương pháp Sohxlet

 Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 4884:2005, tổng số Coliforms theo TCVN 4882:2007, E.coli theo TCVN 6846:2007, S.aureus theo TCVN 4829:2005, Samonella theo TCVN 4829:2005 và tổng số bào tử nấm men, nấm mốc theo TCVN 6265:1997

 Xác định chất khô hòa tan bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi(TCVN 5860:1994)

 Xác định hàm lượng Lentinan bằng phương pháp acid phenol – Sulfuric

 Xác định hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp quyét gốc tự do DPPH

 Xác định liều lượng chế phẩm Lentinan và tá dược cho tạo viên TPCN

- Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: sử dụng phần mềm Microsoft Excel và Iristat 4.0

Kết quả chính và kết luận

a) Nghiên cứu các điều kiện ảnh hưởng đến khả năng chiết Lentinan từ nấm Hương sử dụng sóng siêu âm

+ Lựa chọn được kích thước 0,8<d≤0,8mm

+ Lựa chọn được tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/8

+ Lựa chọn được nhiệt độ 70±2 độ C

+ Lựa chọn được thời gian là 5 phút và cường độ sóng siêu âm là 8W/Cm2

b) Nghiên cứu thu nhận và tinh chế Lentinan từ dịch chiết nấm Hương

+ Lựa chọn dung môi Ethanol

+ Lựa chọn nồng độ 70% và tỷ lệ dịch cô/dung môi là ¼

THESIS ABSTRACT

Master candidate: Luu Thi Gam

Thesis title: “Included studies Lentinan from mushrooms and production applications for functional foods”

Major: Food technology Code: 60.54.01.03

Educational organization: Vietnam National University and Agriculture

Research Objectives

Use mushrooms to obtain preparations Lentinan achieve targets food hygiene safe, for functional food processing achieve functional food and contribute to diversification of functional food products in the market of Vietnam

Materials and Methods

- Method technology:

 Process 1: Products Processing diagram Lentinan from mushrooms

Mushrooms → Crushing → extracting Lentinan(Water RO) → Clarifing(residues after clarify washing with water filter) → after extracted solution

→heated by high pressure →Precipitation solution → Lentinan → Shaping → Drying

→ Crushing → Lentinan-UtraT preparations

 Process 2: The capsule production processes from functional food preparations extracted from mushrooms Lentinan

Lentinan-UtraT preparations → Mixing(excipients Lactosr/MgCO3 : ½) → Closed The capsule →functional foods capsule

- Methods of experimental arrangement:

a) Look at the conditions affecting the ability to extract lentinan from mushroom Perfume using ultrasonic waves:

Initially we fixed the conditions and technical specifications to facilitate the research process The volume of material: 400g, Using water as solvent, The temperature is 60 degrees C, The rate of material / solvent is 1/10, The duration of 5 minutes of ultrasound, Power ultrasound: 3000W, frequency: 20kHz, ultrasonic intensity: 8 W / cm2

+ To study the effect of particle size the ability to extract Lentinan from the mushroom Perfume: Mushrooms Perfume are crushed with dimensions 3 <d≤4; 2 <d≤3; 0.8 <d≤2; d≤0,8

+ The effect of the ratio of raw materials / solvent extraction ability mushroom Lentinan from Perfume: Use crushed material size are the results of experiments a) Survey 4 threshold ratio: 1/4,: 1/6: 1/8: 1/10

+ The effect of temperature on the ability extracts Lentian from mushrooms Perfume: Using research results in experiments a); b).Survey 4 temperature 50; 60; 70;

80 degrees C

+ The effect of time and intensity sonar ability Letinan extracted from mushrooms Perfume: Use the results of the experiments a, b, c Surveys intensity ultrasound is: 2; 4; 6; 8 W / cm2 and time respectively: 1, 3, 5, 7, 9 minutes

b) Look at the conditions affecting the refining process creates lentinan from mushroom preparations Perfume

After the extracts obtained Lentinan from shiitake extract, the extract was concentrated at a temperature of 60C / -1atm Use condensed conduct Lentinan extracted inclusion composition Initially we fixed the conditions and technical The volume of condensed translation: 2g, Solvent precipitated condensed translation: Ethanol 80%, The percentage of condensed translation / solvent: ¼, Temperature Precipitated room temperature, time of precipitation: 8 hours

+ Survey to solvents affects the ability to perceive lentinan: Conducting experiments with 3 types of solvent Ethanol 80%; 80% methanol; 80% isopropyl alcohol

+ The effect of the concentration ratio of solvent and condensed translation / solvent during precipitation lentinan from extracts: Using the results of item a) Survey

on 4 levels as solvent: 60%; 70: 80; 90% and 4 percentage condensed translation / solvents are: 1/3; ¼: 1/5; 1/6

+ The effect of temperature during deposition lentinan from extracts: Use the results of experiments a, b) 5 Survey on temperature: 5; 10; 15; 20; 25 degrees C + The effect of temperature during deposition lentinan from extracts: Surveys over 4 times 8; 12; 16; 20 hours

c) Applied research Lentinan-Ultra products for food producing functional member

After the extraction, gathering and refining Lentinan-UtraT preparations Lentinan fixed concentrations of 100 mg Survey 4 empty capsule sizes 00; 0; 1; 2 respectively containing powder is: 700mg; 500mg; 400mg; 350mg capsules for generating appropriate selected size suitable hollow capsules

- Method of analysis:

+ Determining moisture by drying to constant mass, total protein content according to the Kjeldahl method, lipids by the method Sohxlet

+ Determination of total aerobic microorganisms according to ISO 4884: 2005, Determination of total Coliforms to TCVN 4882: 2007 and the total E.coli ISO 6846:

2007, S.aureys ISO 4829: 2005 and total yeast spores, mold according to ISO 6265:

1997 and the total Samonella to ISO 4829;2005

+ Determining of total soluble dry matter by drying to constant mass to ISO 5860:1994

+ Determination of Lentinan by means of phenol acid - sulfuric

+ Determination of antioxidant activity by means of free radicals scanning method scans DPPH free radical DPPH

+ Determination of the dose of the composition and excipients Lentinan-UtraT for functional food pellets

- Statistical Methods and Data Processing: use Microsoft Excel and Iristat 4.0

Main findings and conclusions

1 Look at the conditions affecting the ability to extract lentinan from mushroom Perfume using ultrasonic waves

+ Choose size 0.8 <d≤2 to choose the most optimal size

+ Choose to 1/8 the most optimal rate

+ Choose 70 degrees C in the optimum temperature

+ Choose 8W/cm2 and time 5 minutes

2 Look at the conditions affecting the refining process creates lentinan from mushroom preparations Perfume

+ Choose the most suitable solvent is Ethanol

+ Choose solvent 70% and condensed translation / solvents are ¼

+ Choose 10 degrees C in the optimum temperature

+ Choose 12 hours

3 Applied research Lentinan-Ultra products for food producing functional member Selecting 0 capsules (500mg) for functional food pellets containing 100 mg of lentinan mixing formulas and preparations lentinan / lactose / MgCO3: (163.9: 319.3: 16.8)

PHẦN 1 MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Khi xã hội ngày càng phát triển, sau nhưng thành tựa mà nền công nghiệp hóa – Hiện đại hóa đem lại cho cuộc sống con người là những hậu quả khó lường về mội trường sống, thực phẩm tiêu dùng Rất nhiều thứ độc hại mà con người đang phải đối mặt hàng ngày, và người tiêu dùng giờ đây không chỉ quan tâm đến những thực phẩm sạch, giàu dinh dưỡng mà còn nhu cầu cao về những thực phẩm có khả năng phòng ngừa điều trị bệnh tật được gọi là những thực phẩm chức năng có thành phần dinh dưỡng đặc hiệu đối với cơ thể, có tác dụng tăng cường đề kháng và giúp cơ thể phòng bệnh

Thực phẩm chức năng ra đời đã cung cấp các loại dưỡng chất đặc biệt, bổ sung các vi chất mà nguồn thức ăn hàng ngày cung cấp không đủ cho cơ thể và làm tăng khả năng miễn dịch, phòng bệnh Nhờ đó mà ngành thực phẩm chức năng hiện nay đã và đang phát triển hết sức mạnh mẽ không chỉ ở Việt Nam mà còn trên toàn Thế giới

Những năm gần đây, trên thị trường có rất nhiều loại thực phẩm chức năng

có thành phần là các hợp chất tự nhiên được sản xuất từ những thực phẩm quen thuộc trong cuộc sống hàng ngày Một trong những hướng đi mới đó là chế biến thực phẩm chức năng từ các loại nấm Trong tự nhiên có rất nhiều loại nấm chứa chất bổ dưỡng đối với sức khỏe con người như nấm Linh chi, nấm Hương, nấm đầu khỉ Chúng được gọi chung là nấm dược liệu với các thành phần hoạt chất sinh học

có giá trị dinh dưỡng cao, giá trị dược liệu tốt cho sức khỏe con người Vì vậy chúng được nghiên cứu và khai thác phục vụ cho ngành thực phẩm, y học Nấm Hương được sử dụng như một loại thực phẩm hàng ngày và hết sức phổ biến, Nấm Hương hay còn gọi là nấm Đông Cô (Lentinula edodes) đã rất quen thuộc trong ẩm thực của cả phương Đông và phương Tây Nấm Hương có giá trị dinh dưỡng cao và giá trị dược liệu tốt cho con người Các nhà khoa học đã khẳng định nấm Hương chứa nhiều chất có hoạt tính sinh học cao, trong đó phải kể đến Lentinan Lentinan được chiết từ vách tế bào của quả thể nấm, có tác dụng dược lý chính trong nấm Hương như: hạ huyết áp, tăng cường khả năng miễn dịch, kháng khuẩn và virut, giảm cholesterol, phòng ngừa ung thư (Fulushima et al., 2001) Ở Nhật, Lentinan đã

được nghiên cứu dùng như một liệu pháp phụ trợ trong tiến trình dùng hóa trị liệu cho các bệnh nhân ung thư Tuy nhiên, ở nước ta hiện nay, nấm Hương chủ yếu được sử dụng ở dạng tươi hoặc các sản phẩm sấy khô Với lợi ích to lớn đối với sức khỏe thì việc nghiên cứu các sản phẩm có hoạt tính sinh học Lentinan chiết xuất từ nấm Hương sẽ đáp ứng hơn nữa nhu cầu của người tiêu dùng

Chính vì vậy để đa dạng hóa được hình thức sử dụng nấm hương hiện nay cho người tiêu dùng thì việc “Nghiên cứu thu nhận lentinan từ nấm Hương và ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng” đã được chọn làm đề tài luận văn 1.2 Mục đích – Yêu cầu

1.2.1 Mục đích nghiên cứu

Sử dụng nấm Hương để thu nhận được chế phẩm lentinan đạt chỉ tiêu an toàn

vệ sinh thực phẩm, sử dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng đạt TCVN đồng thời góp phần đa dạng hóa sản phẩm TPCN trên thị trường Việt Nam

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Xác định được các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất lentinan từ nấm Hương

- Xác định được các điều kiện thu nhận và tinh chế lentinan

- Xác định liều lượng và tỷ lệ phối trộn tá dược cho tạo viên nang thực phẩm chức năng

- Xây dựng được quy trình thu nhận lentinan từ nấm Hương để sản xuất thực phẩm chức năng

- Sơ bộ ước tính giá thành nguyên liệu và tá dược cho sản xuất thực phẩm chức năng tạo ra 01 đơn vị sản phẩm

PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Giới thiệu chung về thực phẩm chức năng(TPCN)

Khái niệm về thực phẩm chức năng (functional food) được người Nhật sử dụng đầu tiên trong những năm 1980 để chỉ những thực phẩm chế biến có chứa những thành phần tuy không có giá trị dinh dưỡng nhưng giúp nâng cao sức khỏe cho người sử dụng.Theo Viện Khoa học và Đời sống quốc tế (International Life Science Institute - ILSI) thì "thực phẩm chức năng là thực phẩm có lợi cho một hay nhiều hoạt động của cơ thể như cải thiện tình trạng sức khoẻ và làm giảm nguy cơ mắc bệnh hơn là so với giá trị dinh dưỡng mà nó mang lại" Theo IFIC, thực phẩm chức năng là những thực phẩm hay thành phần của chế độ ăn có thể đem lại lợi ích cho sức khoẻ nhiều hơn giá trị dinh dưỡng cơ bản Theo định nghĩa của Tổ chức Y

tế thế giới, Thực phẩm chức năng là loại thực phẩm “không chỉ cung cấp cho cơ thể con người những chất dinh dưỡng cơ bản, mà về một mặt nào đó, nó còn có thể phòng ngừa một số bệnh tật và giúp tăng cường sức khỏe”

Còn tại Việt Nam, thông tư số 08/TT-BYT ngày 23-8-2004 của Bộ Y tế quy định: “Thực phẩm chức năng là thực phẩm để hỗ trợ các chức năng của các bộ phận trong cơ thể, có tác dụng dinh dưỡng tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng và giảm bớt nguy cơ bệnh” Tuỳ theo công thức, hàm lượng vi chất và hướng dẫn sử dụng, thực phẩm chức năng còn có các tên gọi sau: thực phẩm bổ sung vi chất dinh dưỡng, thực phẩm bổ sung, thực phẩm bảo vệ sức khoẻ, sản phẩm dinh dưỡng y học hiện nay TPCN đang được đánh giá là xu thế dinh dưỡng của con người đáp ứng một phần quan trọng về nhu cầu dinh dưỡng và sức khỏe con người trong cuộc sống hiện đại đặt biệt ở các nước phát triển ưu chuộng sử dụng TPCN hơn cả thuốc trong hỗ trợ và điều trị bệnh

TPCN càng ngày phong phú và đa dạng, được kể đến đầu tiên là những thực phẩm mà khi ở dạng tự nhiên đã có những hoạt chất có lợi với lượng lớn như chè xanh chứa catechin có tác dụng giảm béo, giảm cholesterol trong máu Tiếp đó là nhóm thực phẩm có ít hoạt chất hơn, phải bổ sung hoặc tinh chế cô đặc lại ở dạng

dễ sử dụng, hay gây biến đổi gene để tăng hàm lượng một số chất có lợi Và kể tiếp đến là nấm Hương chứa hàm lượng khoáng chất phong phú, có tác dụng nâng cao sức đề kháng của cơ thể

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM HƯƠNG

2.1.1 Nguồn gốc, phân loại và đặc điểm thực vật của nấm Hương

2.1.1.1 Nguồn gốc

Nấm Hương, tên khoa học là Lentinula edodes là một loại nấm ăn có nguồn gốc bản địa ở Đông Á Trên thế giới nấm Hương được gọi theo tên tiếng Nhật là Shiitake Ngoài ra, nấm Hương được biết đến với nhiều tên khác nhau như: Nấm Đông Cô, Hương Cô, Hương Tím, Hương Tẩm

2.1.1.2 Phân loại nấm Hương

Phân loại khoa học nấm Hương

Giới (regnum): Fungi

Loài (species): L edodes

Ngoài loài nấm Hương chủ yếu này còn có 2 loài nấm Hương ăn được khác cùng thuộc chi Lentinula Đó là nấm Hương Scaly Mushroom – Lentinula tigrnus

và nấm Hương Scaly Lentines – Lentinula lepideus (Nguyễn Lân Dũng, 2011) 2.1.1.3 Đặc điểm thực vật

Nấm Hương là một trong những loại nấm hoại sinh thuộc nhóm nấm mọc trên gỗ, thích hợp ở vùng khí hậu ôn đới, mát ẩm Quả thể nấm trưởng thành có mũ nấm hình dạng như cái ô, mũ nấm có đường kính 4-10cm lúc đầu mũ nấm có dạng nón nhọn ở giữa sau đó trải rộng ra và bằng phẳng Trong điều kiện nhiệt đới thích hợp trên bề mặt mũ nấm có các sợi lông nhỏ màu tối Khi khô hạn, mũ nấm có thể sinh ra các vảy từ màu nhạt đến màu tối Nấm Hương có thịt dày màu trắng, gần phía ngoài có màu nâu đỏ nhạt Cuống nấm có đường kính 0,5-1,2 cm, dài khoảng 2,5-8 cm, hình trụ hay hình bẹp Các phiến nấm ở bên dưới mũ nấm có chiều rộng khoảng 3-4 mm mang các đảm bào tử (Nguyễn Lân Dũng, 2011)

Hình 2.1 Hình ảnh nấm Hương

Sự hình thành quả thể nấm cần có đường và nồng độ phải cao, tối thiểu là 8% đối với đường saccharose Nhu cầu dinh dưỡng khoáng của nấm Hương như:

Mn, Fe, Zn, cần 2mg/l ngoài ra còn cần các kim loại như Mg, S, K, P để thúc đẩy

sự tăng trưởng của nấm Tại Việt Nam, chỉ có một số địa phương như Đà Lạt, Sapa, Tam Đảo là những nơi có điều kiện khí hậu thuận lợi cho việc trồng nấm hương quanh năm Một số khu vực có nhiệt độ lạnh tỉnh miền cao như Cao Bằng, Hà Giang, Lạng Sơn,… Cũng có thể nuôi trồng được nhưng thời gian thu hái ngắn từ 3-6 tháng (Lê Duy Thắng, 2001)

2.1.2 Thành phần hóa học

Nấm Hương có giá trị dinh dưỡng cao với đầy đủ các thành phần như protein, đường, chất béo, các vitamin nhóm B… Đặc biệt hơn nữa trong nấm Hương có các các Polysaccharides Lentinan, lentysin; các acid amin cần thiết là cystin, histidin, arginin, alanin, tryptophan, lencin, valin, phenylalanin, acid glutamic; các nguyên tố vi lượng Ca, P, sắt; các vitamin A, B1, B2, đặc biệt là chất tạo mùi thơm đặc trưng của nấm là matsutakeol.(Kim BK et al., 1980)

Nguồn: Kim BK et al (1980) Hơn nữa trong nấm Hương và hệ sợi nấm Hương có tới 40 loại enzyme, một

số enzyme đáng chú ý như là enzyme β (1-3) glucozidase, kitinase, lipoidase, ligninase, pepsin, loxintinase, pectinase, saccarase, transferase, hemixenlulase, amylotransferase, inulase, glycozidase, insulinase, asparaginase, peroxydase, lactase, tyrozin oxydase…(Solomon P.W, 1999) Theo Mizuno yếu tố tạo nên hương thơm, vị ngon của nấm là monosodium glutamate, nucleotit, amino axit tự

do, chuỗi peptit, axit hữu cơ (axit malic, axít fumalic, axít glutaric, axít oxalic, axít lactic,… ) và đường (Mizuno T, 1993)

Nhiều nghiên cứu đã xác nhận trong nấm Hương chứa một hàm lượng chất khoáng rất phong phú như kali chiếm tới 64% của toàn bộ chất khoáng Ngoài ra còn chứa các loại vitamin B2, D, PP, có protein, chất xơ, lipid, polisacarit có tác dụng nâng cao sức đề kháng của cơ thể Các Polysaccharides, đặc biệt là β - D glucan có tác dụng chống khối u, tăng khả năng miễn dịch.(HU Bin and Zhao-zong, 2009) Ngoài ra các thành phần Polysaccharides hoà tan trong nước như pectin và dịch nhầy dextin có tác dụng chống táo bón, giảm cholesterol huyết, giảm nguy cơ

xơ vữa động mạch, u mạch máu đặc biệt chống các bệnh đường tiêu hóa hữu hiệu

Nhóm Polysaccharides trong nấm Hương có tác dụng loại trừ và kìm hãm sự tăng trưởng của tế bào ung thư trong cơ thể, nên được dùng điều trị ung thư và đã được công nhận sáng chế ở Nhật và Mỹ Các chế phẩm Polysaccharides trong nấm Hương còn có khả năng hoạt hoá miễn dịch tế bào, thúc đẩy quá trình sinh trưởng

và phát triển của tế bào lympho, kích hoạt tế bào lympho T và lympho B - những tế bào đóng vai trò chính trong việc bảo vệ cơ thể (Nguyễn thị Dung và cs., 2001) Hiện nay, các nhà khoa học đã tìm rất nhiều các hoạt chất sinh học trong nấm Hương chiết xuất được chất Lentinan và Lentinula Edodes mycelium (LEM) Đây

là 2 chất chính tạo nên tác dụng dược lý của loại nấm này

Bảng 2.2 Một số hoạt chất của nấm Hương và công dụng

Lentinan Polysaccharides Kìm hãm sự phát triển tế bào ung thư Lentinula Edodes Polysaccharides Kìm hãm sự phát triển tế bào ung thư Eritadenin Polysaccarides Ức chế sinh tổng hợp cholesterol

Immunomodulation và

biopharmacological

Protein-Polysaccharides Tác dụng chống ung thư

Nguồn: Kazuko E (2006)2.2 GIỚI THIỆU HOẠT CHẤT LENTINAN

2.2.1 Khái niệm về lentinan

Chihara et al (1970), đã xác định được chất lentinan từ vách tế bào của quả thể nấm Hương Đây là chất có hoạt tính sinh học cao tạo ra tác dụng dược lý chính của loại nấm này Lentinan là một β-glucan có bản chất polysaccharide Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng glucan với liên kết beta gọi là β-glucan có hoạt tính sinh học cao hơn so với các nhóm glucan khác Ngoài ra, theo Monic (2011), chỉ ra rằng hiệu quả của β-glucan được quy định bởi cấu trúc mạch, chiều dài mạch, tỷ lệ phân nhánh và khả năng hòa tan Trong đó, β-glucan hòa tan có hoạt tính miễn dịch mạnh hơn so với β-glucan không hòa tan (Krzysztof et al., 2012)

Lentinan là một β-glucan tan trong nước Công thức phân tử của lentinan là (C6H10O5)n, khối lượng phân tử trung bình là 400-800 kDa Cấu trúc xoắn ốc có chứa các phân tử glucose với cầu nối β-1,3-D glycosidic mạch chính, trong đó cứ 5 phân tử glucose ở mạch chính liên kết với 2 phân tử glucopyranose với liên kết β-1,6-D glicosidic tạo mạch nhánh (Monic, 2011; Krzysztof, 2012)

Hình 2.2 cấu tạo Lentinan của nấm Hương Lentinan không hòa tan trong nước lạnh, acid và các dung môi hữu cơ như ether, chloroform, pyridine, hexamethylphosphoramide; hòa tan trong nước nóng

và dimethyl sulfoxide, hòa tan tốt trong dung dịch kiềm và acid formic Lentinan

là chất khá ổn định với acid mạnh như acid sulfuric (H2SO4) và acid hydrochloric (HCl) nhưng có thể dễ dàng bị phân hủy khi gặp kiềm ở nhiệt độ cao Nhiệt độ Lentinan bắt đầu phân hủy ở 150oC và phân hủy hoàn toàn ở 250oC (chihara et al., 1970)

Hàm lượng Lentinan chứa trong một số loại nấm ăn thì trong nấm Hương (Lentinula edodes) lượng Lentinan khoảng 0,22g/100g chất khô, trong nấm Sò (Pleurotus ostreatus) là khoảng 0,38g/100g chất khô, trong nấm Sò vua (Pleurotus eryngii) là khoảng 0,38g/100g chất khô, trong nấm Sò xám (Pleurotus pulmunarius)

là khoảng 0,53g/100g chất khô Như vậy, hàm lượng Lentinan có trong các loại nấm

ăn dao động trong khoảng 0,22g – 0,53g/100g chất khô

Bảng 2.3 Hàm lượng β-glucan trung bình của nấm Hương

có bệnh ung thư dạ dày và đại trực tràng (Arinaga S et al., 1992)

Năm 1985 Công ty Ajinomoto, Yamanouchi và Morishita đã tách chiết Lentinan từ hệ sợi nấm Hương và tạo ra chế phẩm Lentinan UtraT như là một dược phẩm chống ung thư, đặc biệt là ung thư dạ dày có hiệu quả cao Cơ chế cơ bản là tăng cường miễn dịch, nâng cao khả nǎng của đại thực bào, một trong những tế bào quan trọng nhất của hệ thống miễn dịch và giết chết tế bào ung thư

Một nghiên cứu khác của Mah-Lee Ng và Ann Tech Yap vào năm 2002 đã đánh giá về hiệu quả chống ung thư của lentinan trên ung thư ruột kết khi đưa vào thức ăn hàng ngày cho chuột AKR, 3mg mỗi con chuột mỗi ngày trong 7 ngày Kết quả cho thấy kích thước khối u nhỏ hơn nhiều so với chuột không tiêm tế bào lympho

Các nghiên cứu cho thấy, quả thể nấm Hương trích ly ảnh hưởng đến ung thư biểu mô tế bào gan và ung thư tuyến tiền liệt Lentinan của nấm Hương được sử dụng như tác nhân chống ung thư đường tĩnh mạch ở một số nước Phòng thí nghiệm nghiên cứu cho thấy Lentinan có thể có tính chất kháng u, trong nghiên cứu lâm sàng, chỉ ra Lentinan có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ sống, chất lượng cuộc sống ở bệnh nhân ung thư (Lindequist U, 2005)

2.2.2.2 Tăng cường khả năng miễn dịch

Các polysaccharide trong nấm Hương, đặc biệt là lentinan có tác dụng làm tăng khả năng miễn dịch bằng cách thúc đẩy quá trình gia tăng số lượng, kích hoạt các đại thực bào, tăng cường hoạt động của tế bào lymphocyte T, lymphocyte B và

tế bào NK – những tế bào đóng vai trò chính trong việc bảo vệ cơ thể , nấm Hương được coi là thực phẩm cho những người bị thiếu máu do thiếu sắt, tiểu đường, cao huyết áp (Solomon, 2005) Lentinan hoạt động như một hỗ trợ bảo vệ tế bào chủ, có khả năng khôi phục hoặc kích thích các kháng thể tham gia vào cơ chế bảo vệ tế bào chủ, không gây độc trực tiếp (Yap, 2003)

Nghiên cứu sử dụng mô hình động vật đã chỉ ra rằng nấm Hương có thể tăng sức đề kháng của cơ thể với tác nhân gây bệnh như trong các thí nghiệm với virus cúm, virus viêm não Nile, và nhiễm khuẩn (Kataoka Y et al., 2009) Nấm Hương có thể tăng cường các chức năng của hệ thống miễn dịch, được sử dụng cho những bệnh nhân mắc các bệnh về suy giảm miễn dịch như: AIDS, dị ứng môi trường, cảm cúm, nhiễm vi sinh vật gây bệnh… Thử nghiệm trên động vật nghiên cứu và thử nghiệm lâm sàng cho thấy dịch trích ly nấm Hương có thể tăng cường chức năng miễn dịch (Shah SK et al., 2011)

2.2.2.3 Tính kháng khuẩn và virus

Vi sinh vật có thể gây bệnh theo hai cách, chúng gây viêm bằng cách phá hủy các mô xung quanh hoặc vi khuẩn sinh ra các độc tố Các nhà khoa học đã khẳng định Lentinan kích hoạt việc tăng sản xuất các yếu tố huyết thanh khác nhau liên quan đến miễn dịch và gây viêm Lenthionine trong nấm Hương là hợp chất cơ bản

có hoạt tính kháng khuẩn và kháng nấm, lenthionine có tác dụng ức chế đối với Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia coli (Hatvani.N, 2001) Các chiết xuất chloroform và ethylacetate của các quả thể nấm Hương khô có hoạt động diệt khuẩn Streptococcus mutans và Prevotella intermedia (Shouji.N et al., 1999) Hoạt động chống vi khuẩn là một kết quả thú vị, với tăng sức đề kháng của vi khuẩn với các kháng sinh, nâng cao khả năng miễn dịch chủ, chống nhiễm khuẩn

Theo Sorimachi và cộng sự, các Polysaccharides trong nấm Hương có khả năng ức chế các virus viêm não, virus cúm A… Điều này cũng trùng hợp với các nghiên cứu của các nhà khoa học Mỹ và Nhật Bản cũng đã chứng minh chất Lentinan trong nấm Hương có khả năng kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm bệnh

và ký sinh trùng Đặc biệt Lentinan làm giảm mạnh sự suy sụp khi trị liệu hoá chất cho chuột gây lao phổi thực nghiệm, chống lại sự xâm nhiễm của virus viêm não, virus Abelson, Schistosoma man-soni và S.japonicum, chống bội nhiễm khuẩn ở các bệnh nhân AIDS (Shah SK et al., 2011)

Ngoài ra, Lentinan có tác dụng kích thích sức đề kháng chống lại virus viêm niêm mạc, virus viêm não, virus hô hấp ở chuột, adenovirus loại 12, chống lại các

ký sinh trùng Schistosoma japonicum, Schistosoma mansoni và các vi khuẩn Bacilus subtilis, Staphylococcus aureus, Micrococcus luteus, Candida albicans, trực khuẩn kháng thuốc chống lao (Solomon, 2005)

2.2.2.4 Giải độc và bảo vệ tế bào gan

Kết quả nghiên cứu cho thấy nấm Hương có khả năng làm giảm thiểu tác hại của các chất như carbon tetrachlorid, thioacetamide và prednisone đối với tế bào gan, làm tăng hàm lượng glucogen trong gan và hạ thấp men gan Nấm Hương có tác dụng giải độc và bảo vệ tế bào gan rất tốt Nấm Hương kích thích quá trình sản xuất interferon có tác dụng kháng vi rút, chống lại viêm gan (Kim, M S Yang et al., 1980) Nấm Hương chứa Cholin, adenin, chất có thể ngăn ngừa sự xuất hiện của bệnh xơ gan, xơ vữa động mạch Tyrosinase trong nấm Hương có thể làm giảm áp suất máu Nhiều nghiên cứu cho thấy, nấm Hương giúp tăng cường hoạt động của gan, giải độc cho cơ thể

2.2.2.5 Giảm cholesterol và chống lão hóa

Các nhà khoa học đã chứng minh nấm Hương có khả năng làm giảm mức cholesterol và các lipid trung tính trong máu Chính vì vậy, nấm Hương được sử dụng để điều trị các bệnh về tim mạch Nấm Hương có tác dụng điều chỉnh rối loạn

lipid máu, làm hạ lượng cholesterol, triglycerid và beta-lipoprotein trong huyết thanh Vì vậy có tác dụng điều tiết công năng tim mạch, làm tăng lưu lượng máu đông mạch vành, hạ thấp oxy tiêu thụ và cải thiện tình trạng thiếu máu cơ tim

Nấm Hương có tác dụng thanh trừ các gốc tự do là sản phẩm của quá trình chuyền hóa tế bào, làm giảm chất mỡ trong cơ thể, từ đó có khả năng làm chậm quá trình lão hóa và kéo dài tuổi thọ (Suzuki M et al., 1994) Nấm Hương giầu các chất chống oxi hóa (selenium, axit Uric, vitamin A, E, C) đặc biệt là Vitamin D (Sarka S, 1993)

2.2.3 Hoạt tính chống oxy hóa của Lentinan

Chất chống oxy hóa là các chất giúp ngăn ngừa hay làm chậm sự phát triển của oxy hóa diễn ra trong cơ thể, giúp ngăn ngừa hiệu quả quá trình lão hóa Khi các tế bào trong cơ thể sử dụng ooxxy, cùng lúc đó cơ thể cũng sản sinh ra các gốc

tự do có hại các chất chống oxy hóa giúp bảo vệ tế bào khỏi sự phá hủy gây ra bởi các gốc tự do hay hạn chế sự hình thành những gốc tự do Chất chống oxy hóa là các vi chất beta-caroten, Vitamin C, E, Selen… Hay các chất sinh học đặc biệt có trong quả hạt, ngũ cốc, thịt… là chất bảo vệ, tăng cường miễn dịch giúp giảm thải quá trình lão hóa Chất chống oxy hóa như người lính bảo vệ tế bào khỏi các gốc tự

do tấn công vì thế mà tế bào tránh bị hư hại ở cấp độ phân tử và tế bào, chất chống oxy hóa đảm bảo làm mất khả năng phản ứng của các nguyên tố tự do

Các hoạt chất trong nấm Hương làm tăng cường chức năng của hệ miễn dịch

và được sử dụng cho bệnh nhân suy giảm miễn dịch (nhiễm virus, ung thư), dị ứng, nhiễm vi sinh vật gây bệnh Ngoài ra, các hoạt chất đó còn có tác dụng làm giảm cholesterol, chữa cao huyết áp, tiểu đường và nâng cao hoạt động của gan Các sản phẩm nổi tiếng từ nấm Hương như Lentinan (β 1,3/1,6 glucan từ quả thể), LEM (từ sợi nấm) được dùng điều trị bệnh ung thư, đặc biệt LEM có hiệu lực cao trong điều trị bệnh AIDS.(Kim BK et al., 1980) Nấm Hương giàu các chất như selenium, axit uric, vitamin A, E, C đặc biệt là vitamin D, Eritadenin chống oxi hoá, làm giảm tác dụng tăng cholesterol của chất béo và gúp hạ huyết áp Ngoài ra còn có chất Ergothioneine là chống oxy hóa duy nhất có nguồn gốc từ các axit amin histidine Các chất như adenin và cholin ngăn ngừa sự xuất hiện của bệnh xơ gan, xơ vữa động mạch; tyrosinase có tác dụng làm giảm áp suất máu Nấm Hương có thể làm giảm nhanh chóng các lipit tích luỹ dư thừa trong gan, giúp tăng cường hoạt động của gan, giải độc cho cơ thể

Các nhà khoa học đã chứng minh nấm Hương có khả năng làm giảm mức cholesterol và các lipid trung tính trong máu Chính vì vậy, nấm Hương được sử dụng để điều trị các bệnh về tim mạch Nấm Hương có tác dụng điều chỉnh rối loạn lipid máu, làm hạ lượng cholesterol, triglycerid và beta-lipoprotein trong huyết thanh, vì vậy có tác dụng điều tiết công năng tim mạch, làm tăng lưu lượng máu động mạch vành, hạ thấp oxy tiêu thụ và cải thiện tình trạng thiếu máu cơ tim (Bea.EA et al., 1997)

Nghiên cứu trên chuột thực nghiệm cao huyết áp sử dụng nấm Hương cho thấy giảm VLDL, nồng độ HDL cholesterol và huyết áp do đó ngăn chặn sự gia tăng trong tăng huyết áp, và trong thử nghiệm trên người cũng cho thấy cholesterol huyết thanh giảm trong các nhóm phụ nữ ăn nấm Hương (Fulushima et al., 2001)

2.3 PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY LENTINAN TỪ NẤM HƯƠNG

2.3.1 Cơ sở khoa học và các phương pháp trích ly hoạt chất lentinan của nấm Hương

2.3.1.1 Cơ sở khoa học

Lentinan thuộc nhóm polysaccharide là nhóm chất hữu cơ phổ biến và có khối lượng lớn nhất trong nấm Hương Chúng là các glucid với phân tử rất lớn gồm nhiều đơn vị monosaccharide liên kết với nhau tạo nên Polysaccharide không có vị ngọt như monosaccharide hay disaccharide Polysaccharide có thể không tan như cellulose nhưng có loại có độ trương nở và hoà tan tốt trong nước nóng và nước lạnh như tinh bột, guaran gum, lenantin, ergothioneine… Xenlulozơ chiếm một lượng khá lớn (khoảng 37,7g) và có độ nhớt vừa phải nên các chất trong nấm Hương dễ hòa tan khi được trích ly bằng nước, enzyme và ngâm trong cồn mà không bị mất hoạt tính của các chất sinh học Nhóm chất khử tan hoàn toàn trong nước và rất bền nhiệt, ở 121oC trong 30 phút vẫn không làm mất hoạt tính sinh học của chúng Chính vì vậy, dịch chiết nấm Hương rất thuận lợi trong việc chế biến thức ăn và bổ sung vào thực phẩm dinh dưỡng, tạo dược phẩm…

- Dựa vào phương pháp và số bậc trích ly có 2 loại là trích ly 1 bậc và nhiều bậc:

Với phương pháp trích ly một bậc thì toàn bộ quá trình trích ly được thực hiện trong thiết bị trích ly, nguyên liệu và dung môi chỉ tiếp xúc một lần Phương pháp trích ly nhiều bậc được tiến hành trong một số thiết bị trích ly Dung dịch đậm đặc đi vào nồi chưng, hơi dung môi từ thiết bị chưng đi vào thiết bị ngưng tụ rồi vào thùng chứa và quay trở lại thiết bị thứ nhất Quá trình tiếp tục cho đến khi đạt được

độ trích ly cần thiết của nồi thứ nhất Sau đó tháo hết dung môi và bã ra khỏi thiết bị thứ nhất rồi cho vật liệu mới vào, lúc này thiết bị thứ nhất thành thiết bị cuối và thiết bị thứ hai giờ thành thiết bị thứ nhất Quá trình cứ tiếp tục như vậy, hệ thống làm việc liên tục

- Phương pháp ngâm, phương pháp ngấm kiệt

Chuẩn bị nguyên liệu đổ vào bình có kích thước nhất định Đổ dung môi vào nguyên liệu ngâm qua đem để chiết hoạt chất Dịch chiết thu được đem cô đuổi dung môi để thu hoạt chất

- Phương pháp trích ly bằng thiết bị Soxhlet

Chuẩn bị nguyên liệu, bọc giấy, bịt 2 đầu rồi đặt vào trụ chiết Dùng dung môi chiết trong thời gian nhất định Sau khi thực hiện các chu trình chiết lấy dịch chiết ra đem cô chân không thu được hoạt chất thô

- Phương pháp trích ly sử dụng sóng siêu âm

Siêu âm là sóng cơ học, hình thành do sự lan truyền dao động của các phần

tử trong không gian, có tần số lớn hơn tần số giới hạn trên ngưỡng nghe của con người, tức là có tần số lớn hơn 20 kHz (Povey M.I.W et al., 1998)

2.3.2 Ứng dụng sóng siêu âm trong trích ly hoạt chất sinh học lentinan

2.3.2.1 Khái niệm về sóng siêu âm

Siêu âm là sóng cơ học, hình thành do sự lan truyền dao động của các phần

tử trong không gian, có tần số lớn hơn tần số giới hạn trên ngưỡng nghe của con người, tức là có tần số lớn hơn 16 kHz (Jayasooriya S.D et al., 2004)

Dựa vào tần số, sóng siêu âm được chia làm 3 loại:

- Siêu âm tần số thấp (20 – 100kHz): khi đó có sự hình thành và vỡ ra của cá bong bóng khí có kích thước lớn sẽ làm cho nhiệt độ và áp suất tăng cao, từ đó làm thay đổi tính chất hóa lý của nguyên liệu hiện nay siêu âm tần số thấp được ứng dụng rộng rãi, vô hoạt enzyme, đồng hóa, tăng khả năng trích ly hoạt chất (McClements D.J, 1995; Nian Bao-yi, 2004)

- Siêu âm tần số cao(100kHz-2MHz) khi đó kích thước các bóng bóng khí được hình thành với kích thước nhỏ nên quá trình sủi bọt xảy ra dễ dàng mà không làm thay đổi tính chất lý hóa của nguyên liệu nên thường dùng trong phân tích, xác định tính chất lý hóa, thành phần cấu trúc và trạng thái vật lý của thực phẩm (Nian Bao-yi, 2004)

- Siêu âm chuẩn đoán (5MHz-10MHz) không có hiện tượng sủi bóng và là dòng âm thanh để đo hệ số tốc độ và hấp thụ của sóng trong môi trường, dùng nhiều trong y học, phân tích hóa học

2.3.2.2 Nguyên lý tác động của sóng siêu âm

a) Cơ chế xâm thực khí của sóng siêu âm

Khi sóng siêu âm được truyền vào môi trường chất lỏng, các chu trình kéo và nén liên tiếp được tạo thành Trong điều kiện bình thường, các phân tử chất lỏng ở rất gần nhau nhờ liên kết hóa học Khi có sóng siêu âm, trong chu trình nén các phân tử ở gần nhau hơn và trong chu trình kéo chúng bị tách ra xa Áp lực giãn trong chu trình kéo đủ mạnh để thắng các lực liên kết giữa các phân tử, tạo thành những bọt khí nhỏ Trong quá trình dao động bọt khí trở thành hạt nhân của hiện tượng xâm thực khí, bao gồm bọt khí ổn định và bọt khí tạm thời hiện tượng xâm thực khí mở đầu cho rất nhiều phản ứng với nhau, hỗ trợ các chiết xuất chất tan trong dung môi (Kuldiloke J, 2002)

Tác động của sóng siêu âm lên một môi trường lỏng liên tục là do tác động của một áp suất âm thanh (Pa) và một áp suất thủy tĩnh có sẵn trong môi trường, áp suất âm thanh là sóng dạng sin, phụ thuộc vào thời gian và tần số và biên độ Các bọt khí lớn dần do áp suất cục bộ cao và đến một kích cỡ nhất định mà tại đó năng lượng của sóng siêu âm không đủ để duy trì pha khí khiến các bọt khí nổ tung dữ dội Khi đó các phân tử va chạm với nhau mãnh liệt tạo nên hiện tượng “ sốc sóng” trong lòng chất lỏng, kết quả là hình thành những điểm có nhiệt độ và áp suất rất cao (Suslick Ks, 1988)

Hình 2.3 Quá trình tạo thành và phá vỡ bọt khí trong môi trường lỏng b) Hiện tượng vi xoáy

Sóng siêu âm cường độ cao truyền vào trong lòng chất lỏng sẽ gây nên sự kích thích mãnh liệt Tại bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha lỏng/rắn, sóng siêu âm gây nên sự hỗn loạn cực độ do tạo thành những vi xoáy (Scheba et al., 1991) Hiện tượng này làm giảm ranh giới giữa các pha, tăng cường sự truyền khối đối lưu và thúc đẩy xảy ra sự khuyếch tán ở một vài trường hợp mà khuấy trộn thông thường không đạt được

c) Quá trình sủi bong bóng bọt khí

Sủi bọt khí ổn định tạo ra với kích thước nhỏ và không thay đổi trong quá trình kéo, giãn Kích thước bọt khí tăng dần lên sau mỗi chu trình hoạt động và tới giới hạn những bọt khí sẽ phá vỡ, trong suốt quá trình siêu âm, sủi bọt khí ổn định

có thể trở thành sự sủi bọt khí riêng mình hay đồng thời cùng xảy ra

Tác dụng chính của siêu âm trong các quy trình chế biến:

- Tăng mạnh tính thẩm thấu của dung môi chiết xuất

- Làm tăng diện tích tiếp xúc giữa hai pha bằng cách phân tán chúng thành những hạt nhỏ

- Tăng cường sự xáo trộn của hỗn hợp (thay cho kỹ thuật khuấy trộn)

- Có tác dụng làm nóng cục bộ nên tăng tính hòa tan của dung môi

- Tăng tốc độ của các phản ứng hóa học;

- Làm sạch và khử khí trong chất lỏng;

- Khử hoạt động của các vi sinh vật và men;

- Tăng tốc độ các quá trình chiết xuất;

2.3.2.3 Ứng dụng của sóng siêu âm trong chiết xuất hoạt chất sinh học

Hầu hết các phân tử sinh học đều nằm trong các tế bào, để tách chúng bằng cách phá vỡ thành tế bào cho dung môi hòa chất nội bào và khuếch tán chúng ra môi trường chiết Hiện nay, nguyên tắc phá vỡ tế bào chủ yếu bằng phương pháp

cơ học và thẩm thấu hóa học Phương pháp cơ học phá vỡ cấu trúc vật lý, giải phóng các chất bên trong tế bào vào môi trường xung quanh Qúa trình phá vỡ tế bào được thực hiện bằng hiệu ứng va chạm của các tế bào dưới tác dụng của áp suất dẫn đến sự phá vỡ tế bào, giải phóng các phần tử bên trong Phương pháp hóa học tách các chất bên trong tế bào vi sinh vật bằng cách thẩm thấu hóa màng ngăn bên ngoài tế bào Sử dụng các dung môi hữu cơ: toluene, ether, benzene, methanol… tác động để tạo thành các kênh dẫn qua màng tế bào hoặc sử dụng các men như glycanases beta (1-6) và beta (1-3), protease và mannase Nhiều nước (Đức, Anh, Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật, Nga,…) đã ứng dụng hiệu ứng nổ bóng khí qua công nghiệp để chiết xuất các hợp chất tự nhiên như: chiết xuất lá, rễ cây sâm, cây cỏ thảo, nhiều loại cây dược liệu quý (flores crataegi, fructus crataegi, herba hyperici) với quy mô công nghiệp làm giảm thời gian chiết xuất 2 đến 3 lần, chỉ sử dụng 50- 70% lượng dung môi, hiệu xuất chiết tách tang lên 30- 50% so với phương pháp chiết truyền thống (Nguyễn Minh chính và cs., 2003) Wenbo Zang

et al (2001) đã nghiên cứu và cho thấy trích ly các Polysaccharides bằng các phương pháp trích ly khác nhau, nếu nguyên liệu được xử lý bằng sóng siêu âm (cường độ siêu âm 400W, trong thời gian 3h) thì khả năng trích ly được các Polysaccharides trong nấm Hương cao hơn khả năng trích ly các Polysaccharide bằng nước nóng Cụ thể khi trích ly nấm Hương bằng nước nóng là 6,22% còn trích ly bằng sóng siêu âm thì hàm lượng Polysacchrides tang lên 8,66% Thu hồi Lentinan bằng phương pháp tủa ethanol và cho thấy trích ly hỗ trợ bằng sóng siêu

âm giảm được nhiệt độ tích ly, rút ngắn thời gian trích ly

Chiết xuất chè xanh ở nhiệt độ phòng, tỷ lệ chất rắn: dung môi ethyl acetat

là 1:5, chiết thông thường sau 4 lần chiết xuất x2 giờ với tổng thời gian chiết 45 giờ cho hiệu xuất thu hồi dầu đạt 65- 70%, khi đó chiết bằng siêu âm sau 3 lần

chiết xuất x 30 phút với 1 giờ 30 phút cho hiệu xuất thu hồi dầu đạt 85- 90% (Sulman M.G et al., 2000)

Chai Junhong và cộng sự, trích ly polysaccharides từ nấm Đầu khỉ bằng công nghệ sóng siêu âm, tiến hành 2 lần trong thời gian 45 phút, nhiệt độ 60°C, tỷ lệ nguyên liệu / dung môi lỏng = 1/15, so với trích ly truyền thống bằng nước ấm cho thấy trích ly sóng siêu âm giảm tới 4/5 thời gian và lượng polysaccharides tăng thêm 40% XiaoPing Chen et al, trích ly polysaccharides từ nấm Linh chi bằng sóng siêu âm trong nước ở nhiệt độ 950C trong 3 giờ, điều kiện này hiệu suất trích ly Polysaccharides tăng lên 42% đến 75% Nghiên cứu khác của Sheng-Quan Huang

và cộng sự, xử lý nguyên liệu bằng sóng siêu âm, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/11,6 cho hiệu suất chiết tăng 115,56% so với chiết bằng nước nóng

Bảng 2.4 Bảng so sánh kết quả chiết xuất chè xanh

thông thường Phương pháp siêu âm

Các bảng số liệu trên cho thấy chiết xuất bằng sóng siêu âm có nhiều ưu điểm hơn so với phương pháp thông thường: nhiệt độ thấp, số lần chiết ít hơn nên tiết kiệm được dung môi, đặc biệt giảm 6 đến 20 lần so với chiết thông thường, tỷ lệ thu hồi cao hơn 5 đến 20%

Bảng 2.5 dưới đây là một số các ứng dụng sử dụng sóng siêu âm trong công nghiệp thực phẩm (Patist.A and Bates.D, 2008)

Bảng 2.5 Các ứng dụng của siêu âm năng lượng cao

trong công nghiệp thực phẩm

Chiết xuất Tăng quá trình truyền khối, giải

phóng các thành phần có trong tế bào

Làm tang năng suất và hiệu quả chiết xuất

Nhũ hóa Sự vỡ những bọt khí sẽ giúp cho 2

pha không tan lẫn vào nhau được trộn lẫn vào nhau hiệu quả hơn

Sự hình thành hệ nhũ hiệu quả hơn

Kết tinh Tạo mầm và điều chỉnh sự hình

thành tinh thể

Hình thành những tinh thể nhỏ

giảm tắc nghẽn Thay đổi độ nhớt Thay đổi cấu trúc thuận nghịch

hoặc không thuận nghịch, dẫn đến

sự hình thành liên kết ngang hoặc tái cấu trúc lại

Làm gia tang bản chất của các quá trình, giảm phụ gia

Phá bọt Áp suất âm sẽ làm phá vỡ những

bọt khí

Tăng năng suất, làm giảm hoặc loại bỏ những chất hóa học chống tạ bọt

Vô hoạt enzyme và vi

Lên men Tăng quá trình truyền cơ chất,

kích thích các quá trình sống

Tăng sản lượng của chất chuyển hóa, tang tốc độ quá trình lên men

Truyền nhiệt Tăng quá trình truyền nhiệt do sự

vỡ bọt khí

Tăng tốc quá trình truyền nhiệt, làm lạnh, sấy ở nhiệt độ thấp

Phân tích dẫn chứng các kết quả trên cho thấy chiết xuất bằng sóng siêu âm

có nhiều ưu đểm hơn so với phương pháp truyền thống không sử dụng nhiệt, số lần chiết ít hơn, tiếp kiệm dung môi, tỷ lệ thu hồi cao hơn Cơ chế sóng siêu âm giúp làm tăng khả năng chiết xuất của các quy trình truyền thống, là dựa trên áp

lực lớn xuyên qua dung môi và tác động đến tế bào vật liệu, tăng khả năng truyền khối tới mặt phân cách, tăng tốc độ cho quá trình chiết xuất giúp chất tan thoát ra

Theo Chihara et al (1970), Lentinan đầu tiên được phân lập bằng phương pháp trích ly nấm Hương tươi (2kg) với nước nóng trong 8 đến 15 giờ Sau đó ly tâm loại bỏ các chất không hòa tan, các chất hòa tan thu được dưới áp suất thấp Polysaccharides thô thu được bằng cách ly tâm và tủa với ethanol để loại bỏ các tạp chất Từ phần polysaccharide thô tiến hành tinh chế thu hồi Lentinan tinh khiết Với phương pháp của Chihara, hàm lượng Lentinan trích ly được rất cao, từ 2 kg quả thế nấm Hương thu được 0,31g bột trắng Lentinan, Lentinan có độ tinh khiết cao 96,03% Sau hai thập kỷ nghiên cứu chuyên sâu về nấm ăn và nấm dược liệu, tại Nhật Bản đã nghiên cứu thành công việc khai thác, phân đoạn và tinh chế các polysaccharides từ quả thể nấm Quá trình khai thác polysaccharides thô bằng cách tủa với ethanol 80%, tiếp tục chiết xuất bằng nước nóng 1000C trong 3 giờ, sau đó loại tiếp bằng amoni oxalat 2% và NaOH 5% Kết quả thu được α-glucan và β-glucan bằng phương pháp sắc ký lọc gel và sắc ký trao đổi ion qua cột cellulose.(Mizuno et al., 1999) Năm 2001, nghiên cứu của Mah-Lee Ng and Ann- Teck Yap (2001) đã đưa ra phương pháp hóa sinh trích ly Lentinan, sử dụng dung môi là nước (100oC) và ethanol 95% (4oC) rồi ly tâm tách cặn, làm khô để thu được Lentinan Tiến hành trích ly bằng phương pháp này đối với 100g nấm Hương tươi

sẽ thu được 325mg Lentinan Phương pháp này thực hiện đơn giản, dễ tiến hành, chi phí thấp

Phương pháp trích ly Lentinan từ nấm Hương bằng vi sóng, khảo sát các yếu

tố ảnh hưởng bao gồm tỷ lệ nguyên liệu, nhiệt độ trích ly, thời gian trích ly, thời

gian gia nhiệt… Cho thấy các điều kiện tối ưu là: Tỷ lệ của chất lỏng/chất rắn là 25/1, nhiệt độ là 80oC, 3 giờ gia nhiệt, thời gian gia nhiệt vi sóng là 30 phút, trích ly

1 lần cho Lentinan cao nhất 7,70% (He Bing cun and Wang Yi’na, 2007) cho tới năm 2009, Wang Qian đã nghiên cứu trích ly hoạt chất sinh học từ nấm Hương bằng

vi sóng với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi nước la 1/45, vi sóng công suất 480W, trong thời gian 14 phút thu được hàm lượng Polysaccarides đạt 12,6%

Liu ning and Li Jian, năm 2007 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian trích ly, liều lượng enzyme dùng trong phương pháp, pH… và đưa ra quy trình sử dụng enzyme trong công nghệ trích ly các hoạt chất sinh học trong nấm Hương bằng nước nóng, thu được hàm lượng Polysaccharides đạt 12,90% cao hơn 6,26% so với trích ly truyền thống bằng nước nóng NIAN Bao-yi et al (2004), đưa ra quy trích ly Lentinan-UtraT từ nấm Hương bằng sóng siêu âm, trích ly tỷ lệ nguyên liệu / nước là 1 / 15 (V: V), công suất siêu âm 80 W, thời gian siêu âm là 13 phút lần Cho thấy hiệu quả kinh tế và tính khả thi của phương pháp siêu âm, giảm chi phí trong sản xuất

2.4.2 Tình hình nghiên cứu khai thác hoạt chất sinh học lentinan từ nấm Hương trong nước

Nấm Hương rất quen thuộc đối với người Việt Nam từ lâu đời Gần đây các nghiên cứu liên quan đến hoạt chất sinh học, sản xuất thực phẩm chức năng đang ngày càng được quan tâm nhiều hơn Nguyễn Thị Chính và cs (2005) đã tiến hành các nghiên cứu về công nghệ sản xuất nấm dược liệu, bao gồm nghiên cứu về đặc tính sinh học, công nghệ nuôi trồng và hoạt tính kháng sinh của nấm Hương Thuộc đề tài“Nghiên cứu đặc tính sinh học vào công nghệ nuôi trồng nấm Hương, hoạt tính kháng sinh của Lentinula edode“ Nghiên cứu khác về quá trình tách chiết chiết β-glucan của viện Công nghiệp Thực phẩm (2005) theo đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất beta glucan từ thành tế bào nấm men dùng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm”

Và nghiên cứu công nghệ trích ly hoạt chất sinh học từ nấm dược liệu ứng dụng cho chế biến thực phẩm chức năng của Ts.Nguyễn Đức tiến, Viện cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch Các báo cáo tập trung nghiên cứu về đặc tính của các hoạt chất có trong nấm Hương cũng như các nấm dược liệu khác Nhưng đã cho thấy nhu cầu về thực phẩm chức năng nói chung và hoạt chất sinh học nói riêng trong tương lại đang được chú trọng và nghiên cứu nhiều hướng tới sự phát triển, phụ vụ trong lĩnh vực y học và công nghệ thực phẩm

2.4.3 Nghiên cứu thu nhận và tinh sạch Lentinan từ nấm Hương

Theo Zhang Wenbo et al (2001), nếu trước khi tiến hành trích ly các polysaccharide từ nấm Hương, nguyên liệu được xử lý bằng sóng siêu âm (tỷ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/15, nhiệt độ trích ly 900C, cường độ siêu âm 400W, thời gian 3h) thì khả năng trích ly được các polysaccharide cao hơn khả năng trích ly các polysaccharide bằng nước nóng Cụ thể khi trích ly nấm Hương bằng sóng siêu âm hàm lượng polysaccharide tăng từ 6,22% đến 8,66% so với trích ly bằng nước nóng Thu hồi lentinan bằng phương pháp tủa trong ethanol và cho thấy trích ly hỗ trợ bằng sóng siêu âm giảm được nhiệt độ trích ly, rút ngắn thời gian trích ly

Phương pháp định tính lentinan bằng sắc ký được tiến hành bởi tác giả Mizuno T quá trình khai thác polysaccharides thô bao gồm việc sử dụng ethanol 80% để loại bỏ các chất trọng lượng phân tử thấp từ nguyên liệu nấm Hương Tiếp tục chiết xuất bằng nước nóng 100oC trong 3 giờ, sau đó loại tiếp bằng amoni oxalat 2% (100oC, 6 giờ) và NaOH 5% (80oC, 6 giờ) Kết quả thu được một phần polysaccharide hòa tan trong nước, hai phần polysaccharides không hòa tan trong nước Phần hòa tan được tinh chế qua ethanol, acid acetic, sử dụng sắc ký lọc gel và sắc ký trao đổi ion qua cột cellulose Cuối cùng phân loại được ra α-glucan và β-glucan.(Mizuno T, 1993,1995)

Hay nghiên cứu của Mah-Lee Ng và Ann Tech Yap vào năm 2002 đã đưa ra phương pháp hóa sinh, nấm Hương tươi được rửa sạch, sấy khô và nghiền nhỏ Sau

đó chiết xuất trong 300ml nước sôi trong 3 giờ Dịch sau trích ly được tủa bằng ethanol 95% trong điều kiện lạnh (4oC), đông khô hỗn hợp trong nitơ lỏng Sau 3 ngày hòa tan trong nước sôi trong khoảng 8 giờ với tổng lượng nước giữ ổn định ở 300ml Ly tâm ở tốc độ thấp khoảng 20 phút để loại bỏ cặn không tan Phần hòa tan được thêm vào một lượng ethanol tương đương để qua đêm trong điều kiện lạnh Cuối cùng ly tâm lần 2, làm khô bằng lyophilization, kết tủa thu được màu nâu nhạt

là lentinan Phương pháp này được thực hiện phù hợp để tối ưu hóa độ tinh khiết và năng suất lentinan, từ 100g nấm Hương tươi thu được 325mg lentinan, lentinan có độ tinh khiết đạt 87,50% Đây là phương pháp đơn giản dễ thực hiện và chi phí thấp 2.5 ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM LENTINAN CHO TẠO VIÊN NANG THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

2.5.1 Xác định hàm lượng Lentinan cho tạo viên

Hàm lượng hoạt chất Lentinan của Lentinula edodes / viên: Lentinan đã được thử nghiệm về hiệu quả tăng cường miễn dịch và tính an toàn của nó trên

chuột thực nghiệm Ở Nhật bản Lentinan đã được chấp nhận là một tá dược cho bệnh ung thư dạ dày từ năm 1985 Các nghiên cứu lâm sàng cho thấy bệnh nhân ung thư khi sử dụng Lentinan cho tỷ lệ sống cao hơn không sử dụng lentinan, cho cải thiện chất lượng cuộc sống của người bệnh ung thư cao hơn và tái phát bệnh ung thư thấp (Lindequist U, 2005) Kết quả khảo nghiệm trên người cho thấy Lentinan trích ly từ Lentinula edodes đã được sử dụng với liều 2; 5 hoặc 10 mg/ liều/ ngày trong 8 tuần đều có tác dụng điều trị hỗ trợ cho các bệnh nhân suy giảm miễn dịch cũng như các bệnh ung thư, kết quả này đã được công bố tại Nhật Bản(Gordon M et al., 1970) Sau đó ở Châu Âu Lentinan đã được đưa vào thành phần trong công thức thuốc chữa bệnh, liều dùng được sử dụng với 4 liều leo thang 1mg, 5mg, 10mg, 20

mg Lentinan/ngày và không đưa ra hiệu ứng bất lợi nào tới người sử dụng (EFSA Journal, 2010) Theo các công trình đã công bố về các nghiên cứu khảo nghiệm lâm sàng cho thấy Lentinan là loại thực phẩm bổ sung không có độc tính cấp đối với người sử dụng, là loại thực phẩm bổ sung an toàn, có hiệu quả tăng cường miễn dịch, tăng cường trao đổi chất, ổn định huyết áp, cân bằng đường huyết, giải độc gan, điều trị viêm gan mãn tính, thúc đẩy sự thèm ăn giúp tăng cân Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành thử nghiệm Lentinan trên chuột và cho thấy không có biểu hiện độc, ở những con chuột, liều gây lớn hơn 150 mg/kg (Chihara G, 1970)(tương đương liều lên tới 7500 mg / liều đối với người có cân nặng 50 kg )

Liều sử dụng ở người trung bình tính 100 mg lentinan/ liều Mỗi viên nang cần phải phối chế thêm tá dược, viên nang rỗng có thể chứa lượng bột lớn cho tạo viên nang ổn định về hình dáng và hàm lượng hoạt chất

2.5.2 Lựa chọn tá dược phù hợp cho tạo viên nang

Với chế phẩm Lentinan-UtraT có khả năng hút ấm khá lớn, và lượng chế phẩm càng lớn khả năng hút ẩm càng mạnh vì vậy chọn tỷ lệ tá dược để đảm bảo độ

ẩm thích hợp cho việc tạo hạt rồi đóng nang là điều cần thiết Các tá dược sorbitol, manitol, dextrose, xylitol, fructose, maltose, isomalt, maltitol, lactose, tinh bột thủy phân và polydextrose… đã được sử dụng nhiều làm tá dược độn Nhờ tính tan, có vị ngọt đem lại cảm giác dễ chịu trong miệng, che giấu được mùi vị dược chất, hút ẩm kém và có khả năng chịu nén Đường lactose, là loại đường thu được trong quá trình sản xuất sữa, là loại đường thực phẩm, hòa tan tốt trong nước, có giá thành thấp, được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp dược phẩm Vậy để tạo viên nang chúng tôi chọn đường lactose, MgCO3làm tá dược để phối trộn cho tạo viên nang

Lactose: Là loại đường có lợi cho người rối loạn chuyển hóa đường huyết Nó không gây ra một sự gia tăng đột ngột lượng đường trong máu như chất làm ngọt khác, cho nó một lợi thế dinh dưỡng trong chế độ ăn uống bệnh tiểu đường và người

ăn kiêng Lactose là một carbohydrate có chỉ số đường huyết thấp Lactose tạo ra một nguồn cung cấp năng lượng kéo dài do làm chậm quá trình thủy phân trong cơ thể, làm tăng sự hấp thu các khoáng chất như magiê, canxi và kẽm, đóng góp một

hệ đường ruột khỏe mạnh, và có tác dụng tối thiểu sâu răng so với đường khác Hàm lượng protein trong lactose rất thấp, tương đối không đáng kể Lactose là một carbohydrate và đóng góp khoảng 4 calo mỗi gram Bởi vì tính chất hoạt tính sinh học, sản phẩm lactose đang ngày càng được sử dụng trong các sản phẩm được thiết

kế để cải thiện sức khỏe và giữ gìn sức khỏe Từ những đặc tính và tính chất sinh học của các tá dược, để tạo được sản phẩm viên thực phẩm có hàm lượng hoạt chất sinh học của nấm Hương, dễ tạo viên, dễ sử dụng Chúng tôi chọn lactose làm chất độn phối chế để tạo viên nang

MgCO3: là thành phần của hợp chất phụ gia thực phẩm E504, có khả năng ngậm nước tốt, độc tính thấp nên được thêm vào nhằm tăng khả năng bảo quản Để bào chế viên nang thì yếu tố quan trọng nhất của khối bột thuốc là hàm ẩm và khả năng hút ẩm vì chúng có thể là hỏng vỏ nang Nên cần phải chọn tá dược phù hợp sao cho lượng tá dược sử dụng là thấp và phù hợp nhất đê tài đã chọn được tá dược hút ẩm là MgCO3 với hàm lượng 5% so với tá dược độn phù hợp

2.5.3 Lựa chọn kích thước viên nang rỗng có trên thị trường cho tạo viên TPCN

Có nhiều dạng viên: Viên nang, viên nén, viên bao, viên ngậm, viên đặt dưới lưỡi, viên sủi, viên tác dụng kéo dài… Lentinan-UtraT là chế phẩm dạng bột rời tương đối thuận lợi cho việc sản xuất viên thực phẩm dưới dạng viên nang cứng Do

đó để tạo viên thực phẩm thuận lợi cho người dùng từ chế phẩm, nghiên cứu sử dụng viên nang rỗng gelatin là nang cứng hiện đang có bán trên thị trường cho sản xuất thuốc, thực phẩm dạng viên Vỏ viên nang rỗng làm bằng gelatin, gồm hai nửa hình trụ gọi là nắp và thân lồng khít vào nhau Với dạng bào chế này, viên nang cứng có thể che dấu được mùi vị khó chịu, làm cho dễ uống, tránh được các tác động bên ngoài…

Hiện trên thị trường viên nang rỗng phổ biến có 4 loại có kích thước khác nhau là: số 00, số 0, số 1 và số 2 Lần lượt chứa đựng khoảng 700 mg bột; 500 mg bột; 400 mg bột; 350 mg bột.(lượng bột phụ thuộc vào mật độ của bột sử dụng)

Nghiên cứu sử dụng 4 loại viên nang rỗng này tiến hành nghiên cứu khảo sát vào nang với tỷ lệ tá dược phù hợp cho tạo viên, đảm bảo lượng hoạt chất trong các viên nang ổn định Kết quả % tỷ lệ tá dược phối chế và chỉ tiêu viên nang của viên nấm Hương đạt tiêu chuẩn (hàm lượng Lentinan đạt 100 mg) làm cơ sở lựa chọn viên nang rỗng phù hợp cho tạo viên

2.6 ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHẾ PHẨM NẤM HƯƠNG TRÍCH LY

2.6.1 Tính an toàn thực phẩm

Hầu hết các nấm dược liệu truyền thống như nấm Linh chi, nấm Hương đều được khẳng định chức năng tăng cường miễn dịch bằng cách kích thích miễn dịch qua tế bào trung gian lympho T các nghiên cứu chuyên sâu đã và đang được hoàn thiện nhằm tìm ra một dược liệu chống ung thư hữu hiệu trên thực tế, tại bộ y tế Nhật Bản đã chấp nhận việc lưu hành 3 loại thuốc chống ung thư sản xuất từ nấm Dược liệu trong đó chế phẩm chứa Lentinan được bán rộng rãi ở châu Âu và Nhật Bản

Vào năm 2004, Ann Teck Yap đã tiến hành nghiên cứu sâu trong việc sử dụng Lentinan để điều trị ung thư Trong công trình nghiên cứu của ông có đề cập tới mức

độ ảnh hưởng của liều lượng của Lentinan trong quá trình điều trị ung thư ở chuột AKR Các nhà khoa học đã sử dụng chuột AKR trên mô hình tiền lâm sang để xác định liều lượng Lentinan tối ưu điều trị ung thư Qua thực nghiệm cho thấy liều lượng Lentinan đem lại hiệu quả tốt nhất trong quá trình điều trị là 150mg/kg cho tỷ lệ ức chế khối u lên tới 92,76% Nếu sử dụng với liều thấp hoặc cao hơn đều cho tỷ lệ ức chế khối u thấp hơn dao động từ 12,88 đến 86,13% (Ann Teck Yap, 2003)

Theo các công trình đã công bố về các nghiên cứu khảo nghiệm lâm sàng cho thấy Lentinan là loại thực phẩm bổ sung không có độc tính cấp đối với người sử dụng Kết quả khảo nghiệm trên người cho thấy Lentinan trích ly từ nấm Hương đã được sử dụng với liều 2-10 mg/tuần có tác dụng điều trị hỗ trợ cho HIV cũng như các bệnh ung thư, kết quả này đã được công bố tại Nhật Bản.(Gordon M et al., 1970) Các nhà nghiên cứu cũng đã tiến hành thử nghiệm Lentinan trên chuột và cho thấy độc tính ít Ở những con chuột, liều gây chết lớn hơn 1.500 mg/kg.(Chihara G et al., 1990) Ngoài ra độc tính lâu dài của nó là nhỏ Đối với việc sử dụng lâu dài, Lentinan an toàn trong phạm vi khả năng điều trị lâm sàng Sau 50 đến 100 lần liều lỏng tiêm nhân của Len được sử dụng tương ứng, mỗi ngày một lần trong 6 tháng liên tiếp, trên chó và chuột lớn bằng cách tiêm bắp, trọng lượng, chức năng thận, xét nghiệm máu, khám bệnh, quan sát bằng kính hiển

vi điện tử mà không phát hiện bất thường