Khai thác các chất phụ gia thực phẩm từ những loại nguyên liệu tự nhiên
Việc vô ý hay cố ý bổ sung vào thực phẩm những chất màu không được phép hoặc sử dụng vượt quá liều lượng quy định đã và đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến vấn đề vệ sinh an toàn thực phẩm, làm ảnh hưởng đến sức khỏe và gây hoang mang tâm lý người tiêu dùng.
Cây đơn đất
Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Đây là điều kiện thuận lợi để các loại thực vật phát triển rất phong phú và đa dạng, trong đó có nhiều loài thực vật đã được sử dụng làm thuốc trong dân gian, làm phẩm màu trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp dược. Việc nghiên cứu, khai thác và sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên của Việt Nam vẫn còn hạn chế. Vì thế việc nghiên cứu cơ bản để xác định thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thực vật của Vệt Nam đã được các giảng viên khoa Công nghệ Hóa, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội xác định là một trong những nhiệm vụ nghiên cứu khoa học vừa để phục vụ cho công tác đào tạo và từ đó đưa được các sản phẩm chiết xuất được từ thực vật vào ứng dụng trong thực tiễn.
Việc nghiên cứu khai thác sử dụng các chất phụ gia phục vụ đi từ các nguyên liệu tự nhiên rẻ tiền sẵn có, thậm chí là bỏ đi, nhưng lại có ưu điểm vượt trội như không gây độc tính, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và ứng dụng các chất phụ gia này trong bảo quản, chế biến thực phẩm là một hướng nghiên cứu quan trọng trong vấn đề an toàn thực phẩm và vấn đề bảo quản nông sản.
TS. Nguyễn Thị Hương và các cộng sự đã khảo sát tỷ lệ thành phần giữa phần ruột, vỏ và phần bỏ đi của quả thanh long nhóm và nhận thấy phần vỏ chứa chất màu betacyanin cũng chiếm gần 25% trọng lượng quả, đây là phần bỏ đi trong dây chuyền sản xuất thanh long.
Nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Thị Hương đươc sự phân công của khoa Công nhệ Hóa đã kết hợp với các đồng nghiệp thuộc Viện Hóa Học- Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tham gia đào tạo và nghiên cứu chiết xuất chất màu tự nhiên chlorophyll và tổng hợp chlorophyll đồng từ lá của dâu tằm, phân tằm…Kết quả hợp tác này đã đào tạo được 2 Thạc sỹ và công bố được 2 bài báo khoa học đăng trên các tạp chí khoa học có uy tín.
Hiện nay nhóm đang nghiên cứu tìm cách ứng dụng chất màu betacyanin chiết xuất từ vỏ quả thanh long vào trong trong thực phẩm như trong quy trình sản xuất kem, nước giải khát.
Việc nghiên cứu khai thác sử dụng các chất phụ gia phục vụ đi từ các nguyên liệu tự nhiên rẻ tiền sẵn có, thậm chí là bỏ đi, nhưng lại có ưu điểm vượt trội như không gây độc tính, không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và ứng dụng các chất phụ gia này trong bảo quản, chế biến thực phẩm là một hướng nghiên cứu quan trọng trong vấn đề an toàn thực phẩm và vấn đề bảo quản nông sản.
TS. Nguyễn Thị Hương và các cộng sự đã khảo sát tỷ lệ thành phần giữa phần ruột, vỏ và phần bỏ đi của quả thanh long nhóm và nhận thấy phần vỏ chứa chất màu betacyanin cũng chiếm gần 25% trọng lượng quả, đây là phần bỏ đi trong dây chuyền sản xuất thanh long.
Nhóm nghiên cứu của TS. Nguyễn Thị Hương đươc sự phân công của khoa Công nhệ Hóa đã kết hợp với các đồng nghiệp thuộc Viện Hóa Học- Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam tham gia đào tạo và nghiên cứu chiết xuất chất màu tự nhiên chlorophyll và tổng hợp chlorophyll đồng từ lá của dâu tằm, phân tằm…Kết quả hợp tác này đã đào tạo được 2 Thạc sỹ và công bố được 2 bài báo khoa học đăng trên các tạp chí khoa học có uy tín.
Hiện nay nhóm đang nghiên cứu tìm cách ứng dụng chất màu betacyanin chiết xuất từ vỏ quả thanh long vào trong trong thực phẩm như trong quy trình sản xuất kem, nước giải khát.
Hội nghị Tổng kết và trao giải sinh viên nghiên cứu khoa học lần thứ X
Nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn Quang Tùng và các cộng sự đã xây dựng được mô hình bảo quản cam đường canh bằng màng sinh học chitosan được chiết xuất từ vỏ tôm kết hợp với axit axetic trong việc bảo quản cam đường canh tại Lục Ngạn – Bắc Giang. Kết quả cho thấy: Dung dịch chitosan 1,5% cho chất lượng bảo quản tốt nhất, với quy mô 500 kg/1 mẻ. Có thể kéo dài thời gian bảo quản quả cam đường Canh lên tới 70 ngày mà quả vẫn duy trì được độ tươi và các cbir tiêu dinh dưỡng, tỷ lệ hư là 8,23%, độ hụt khối lượng là 7,94%.
Nhóm nghiên cứu kết hợp với PGS. TS Đặng Ngọc Quang nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học nấm của một số loài nấm, trong đó có nấm Linh Chi Quế (Humphreya endertii) được trồng ở Việt Nam. Đã phân lập được hai loại triterpenoids mới có tên là endertiins A và B (1, 2) cùng với hai hợp chất đã biết là ganodecopol A (3) và ergosterol (4) được phân lập và tinh chế thành công từ thân, quả của nấm linh chi (Humphreya endertii). Cấu trúc của chúng được làm sáng tỏ bằng sự kết hợp các phân tích quang phổ HR-MS và 2 D NMR.
Ngoài ra, endertiins A và B (1 và 2) đã được đánh giá độc tính tế bào đối với hai dòng tế bào ung thư, MCF7 (ung thư biểu mô tuyến vú ở người) và LU (ung thư biểu mô phổi ở người). Kết quả cho thấy endertiin A (1) có thể ức chế sự phát triển của các tế bào MCF-7 với IC 50 của nó giá trị 71,16 ± 6,25 Vàng/ml. Kết quả này đã được công bố trên một tạp chí khoa học quốc tế có chỉ số Q2, đào tạo được 1 thạc sỹ Hóa học. Kết quả nghiên cứu cũng mở ra triển vọng ứng dụng thấy endertiin A trong việc sản xuất thực phẩm chức năng hỗ trợ cho bệnh nhân mắc ung thư MCF7.
Nhóm nghiên cứu kết hợp với PGS. TS Đặng Ngọc Quang nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học nấm của một số loài nấm, trong đó có nấm Linh Chi Quế (Humphreya endertii) được trồng ở Việt Nam. Đã phân lập được hai loại triterpenoids mới có tên là endertiins A và B (1, 2) cùng với hai hợp chất đã biết là ganodecopol A (3) và ergosterol (4) được phân lập và tinh chế thành công từ thân, quả của nấm linh chi (Humphreya endertii). Cấu trúc của chúng được làm sáng tỏ bằng sự kết hợp các phân tích quang phổ HR-MS và 2 D NMR.
Ngoài ra, endertiins A và B (1 và 2) đã được đánh giá độc tính tế bào đối với hai dòng tế bào ung thư, MCF7 (ung thư biểu mô tuyến vú ở người) và LU (ung thư biểu mô phổi ở người). Kết quả cho thấy endertiin A (1) có thể ức chế sự phát triển của các tế bào MCF-7 với IC 50 của nó giá trị 71,16 ± 6,25 Vàng/ml. Kết quả này đã được công bố trên một tạp chí khoa học quốc tế có chỉ số Q2, đào tạo được 1 thạc sỹ Hóa học. Kết quả nghiên cứu cũng mở ra triển vọng ứng dụng thấy endertiin A trong việc sản xuất thực phẩm chức năng hỗ trợ cho bệnh nhân mắc ung thư MCF7.
PGS.TS Phạm Thị Thắm nhận thấy cây đơn đất (Wedelia chinensis) là cây dược liệu đã được dùng trong y học dân tộc từ lâu. Các kết quả nghiên cứu về cây đơn đất cho thấy cao chiết và các hợp chất tinh sạch thu được có nhiều hoạt tính sinh học tốt như các hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, kháng vi sinh vật kiểm định; chống oxi hóa, hoạt tính chống ung thư trên một số dòng ung thư như KB, Hep-G2, LU,…
Từ các nghiên cứu về cây đơn đất, đã công bố được một bài báo quốc tế SCI (Q2), đăng kí được một bằng độc quyền sáng chế số 23023 vào năm 2020, xây dựng quy trình sản xuất bột tắm dược liệu quy mô 500kg/mẻ, đã đăng ký nhãn hiệu sản phẩm bột tắm dược liệu wedelia từ năm 2017 và chuyển giao công nghệ cho cho công ty cổ phần techem Việt Nam ứng dụng trong sản phẩm Magic Mask, sản phẩm đã được đăng kí và bán rộng rãi trên thị trường.
Bằng độc quyền sáng chế Bột tắm dược liệu
Những nghiên cứu của TS. Nguyễn Thị Kim An trên chi Garcinia với chất chỉ điểm sinh học là các xanthone đã được sử dụng làm các vị thuốc chữa bệnh, ví dụ nhựa đằng hoàng (gamboge) khô dạng thỏi màu vàng được dùng để điều trị ung thư, cầm máu, tẩy giun sán, chữa viêm hô hấp … các kết quả nghiên cứ cho thấy các xanthone có nhiều hoạt tính sinh học só giá trị như ức chế tế bào ung thư, chống oxygen hóa, kháng khuẩn, ...
Nghiên cứu thành phần hóa học của nhựa cây tai chua (G. cowa), nhóm nghiên cứu đã phân lập và xác định cấu trúc 18 hợp chất. Trong đó, 06 hợp chất 1-6 được xác định là các hợp chất mới, 03 hợp chất 16-18 được xác định lần đầu tiên phân lập từ cây G. cowa. Đã công bố 4 công trình nghiên cứu về cấu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của nhựa cây G. cowa. Từ thân và cành của cây đằng hoàng (G. hanburyi), đã phân lập và xác định cấu trúc 08 xanthone lồng. Kết quả cho thấy acid gambogic (GA) là thành phần chính mang hoạt tính của nhựa đằng hoàng, chiếm khoảng 5% khối lượng nhựa.
GA đã được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng cả in vitro và in vivo. Trong đó, hoạt tính nổi bật nhất của GA là hoạt tính gây độc tế bào mạnh trên nhiều dòng tế bào ung thư khác nhau ở người như KB (ED50 0,9 mg/ml), KB-V1 (ED50 3,0 mg /ml), Col-2, ASK, HL-60, U937, ung thư vú MCF7, ung thư gan HepG2 với giá trị IC50 tương ứng là 0,70, 2,30, 0,45, 2,06, 0,24, 0,50, 0,65, 0,83 và 0,83 mg/ml, ung thư gan SMMC-7721, ung thư máu HL-60 (ED50 0,35 mg /mL) và K562, ung thư dạ dày BGC-823, MGC-803 (IC50 0,96 mg /mL), SGC-7901, ung thư phổi SPC-A1, ung thư não, ung thư tụy. Các kết quả này đã được đăng trên tạp chí AIP Advances. Từ các kết quả này đã công bố được 1 bài trên tạp chí Khoa học và Công nghệ và 2 bài trên Tạp chí Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu của các nhóm nghiên cứu thuộc khoa Công nghệ Hóa – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã góp phần làm giàu thêm các kiến thức về hợp chất thiên nhiên, qua đó hỗ trợ tốt cho việc đào tạo và nghiên cứu khoa học của sinh viên và cao học viên.
Các kết quả nghiên cứu cũng cho nhiều loài thực vật này có tiềm năng trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh hiểm nghèo nhe các bệnh ung thư, qua đó thấy được tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm.
Tiếp tục tìm kiếm và đưa được các sản phẩm này vào ứng dụng thực tiễn bằng cách nghiên cứu các quy trình công nghệ chế biến chúng thành các sản phẩm như thực phẩm chức năng, các chất màu trong dược phẩm, mỹ phẩm.
Nghiên cứu thành phần hóa học của nhựa cây tai chua (G. cowa), nhóm nghiên cứu đã phân lập và xác định cấu trúc 18 hợp chất. Trong đó, 06 hợp chất 1-6 được xác định là các hợp chất mới, 03 hợp chất 16-18 được xác định lần đầu tiên phân lập từ cây G. cowa. Đã công bố 4 công trình nghiên cứu về cấu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của nhựa cây G. cowa. Từ thân và cành của cây đằng hoàng (G. hanburyi), đã phân lập và xác định cấu trúc 08 xanthone lồng. Kết quả cho thấy acid gambogic (GA) là thành phần chính mang hoạt tính của nhựa đằng hoàng, chiếm khoảng 5% khối lượng nhựa.
GA đã được chứng minh có nhiều hoạt tính sinh học quan trọng cả in vitro và in vivo. Trong đó, hoạt tính nổi bật nhất của GA là hoạt tính gây độc tế bào mạnh trên nhiều dòng tế bào ung thư khác nhau ở người như KB (ED50 0,9 mg/ml), KB-V1 (ED50 3,0 mg /ml), Col-2, ASK, HL-60, U937, ung thư vú MCF7, ung thư gan HepG2 với giá trị IC50 tương ứng là 0,70, 2,30, 0,45, 2,06, 0,24, 0,50, 0,65, 0,83 và 0,83 mg/ml, ung thư gan SMMC-7721, ung thư máu HL-60 (ED50 0,35 mg /mL) và K562, ung thư dạ dày BGC-823, MGC-803 (IC50 0,96 mg /mL), SGC-7901, ung thư phổi SPC-A1, ung thư não, ung thư tụy. Các kết quả này đã được đăng trên tạp chí AIP Advances. Từ các kết quả này đã công bố được 1 bài trên tạp chí Khoa học và Công nghệ và 2 bài trên Tạp chí Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Các kết quả nghiên cứu của các nhóm nghiên cứu thuộc khoa Công nghệ Hóa – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội đã góp phần làm giàu thêm các kiến thức về hợp chất thiên nhiên, qua đó hỗ trợ tốt cho việc đào tạo và nghiên cứu khoa học của sinh viên và cao học viên.
Các kết quả nghiên cứu cũng cho nhiều loài thực vật này có tiềm năng trong việc hỗ trợ điều trị các bệnh hiểm nghèo nhe các bệnh ung thư, qua đó thấy được tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như dược phẩm, thực phẩm.
Tiếp tục tìm kiếm và đưa được các sản phẩm này vào ứng dụng thực tiễn bằng cách nghiên cứu các quy trình công nghệ chế biến chúng thành các sản phẩm như thực phẩm chức năng, các chất màu trong dược phẩm, mỹ phẩm.
Nhóm tác giả: Nguyễn Quang Tùng, Nguyễn Thị Hương, Phạm Thị Thắm, Nguyễn Thị Kim An
Khoa Công nghệ Hóa – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
Khoa Công nghệ Hóa – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội
