DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT
HPLC sắc ký lỏng hiệu năng cao
µm micromet
mg/L milligram trên lít
mL millilit
Có thể bạn quan tâm!
-
Nghiên cứu chiết xuất và tinh sạch steviosid và rebaudiosid A từ cây Cỏ Ngọt Stevia rebaudiana làm chất tạo ngọt trong thực phẩm và dược phẩm - 1 -
Cấu Trúc Của Các Dẫn Xuất Steviosid Và Các Hợp Chất Liên Quan Của Cây Cỏ Ngọt Và Độ Ngọt So Với Đường Sucrose ( Cramer Et Al., 1986 ), ( Geuns, 2003) -
Thí Nghiệm 1: Khảo Sát Tỷ Lệ Chiết Giữa Nước Và Nguyên Liệu Trong Quá -
Kết Quả Khảo Sát Tỷ Lệ Chiết Giữa Nước Và Nguyên Liệu Trong Quá Trình Ly Trích Hỗn Hợp Glycosid Thô.
Xem toàn bộ 73 trang tài liệu này.
nm nanomet
% (v/v) phần trăm thể tích trên thể tích
RT thời gian lưu
UV – Vis đầu dò tử ngoại khả kiến
RPF lưu lượng huyết tương qua thận
GFR tăng tốc độ lọc cầu thận
LC-MS sắc ký lỏng khối phổ
CHƯƠNG I GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Ngày nay trên thế giới, con người tiêu thụ một lượng đường rất đáng kể. Tuy nhiên ngoài mặt lợi đường cũng có những mặt trái của nó do cung cấp nhiều năng lượng nên có thể gây béo phì, cho dù liều lượng sử dụng không đáng kể. Vì vậy để tránh béo phì, tiểu đường thì người ta buộc phải dùng đường ít lại hay dùng một chất tạo ngọt khác để thay thế. Hiện nay, trên thị trường đã có rất nhiều sản phẩm hoá học tạo vị ngọt dùng để thay thế đường như saccharin, sodium cyclamate, sucrolose, acefulfame potassium nhưng phổ biến nhất là chất aspartame. Mặc dù các loại đường này rẻ tiền và tiện dụng nhưng người ta rất e ngại khi sử dụng vì chúng có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khoẻ con người về lâu về dài. Qua một số nghiên cứu cho thấy saccharin gây ung thư bàng quang ở chuột. Vì vậy saccharin đã bị cấm sử dụng ở một số quốc gia. Trước các nguy hại của đường hoá học, tâm lý chung của người tiêu dùng là muốn tìm lại sản phẩm đường tự nhiên ly trích từ thực vật. Cây Cỏ Ngọt (Stevia rebaudianaBertoni) là loại thảo dược có nguồn gốc từ Nam Mỹ, lá cây Cỏ Ngọt có chứa các chất ngọt tự nhiên như steviosid (4-13% trên trọng lượng khô), rebaudiosid A (2-4%), rebaudiosid C, rebaudiosid B (1– 2%), rebaudiosid D, rebaudiosid E và dulcosid A (0,4–0,7%) (Kinghorn et al., 1991).Trong đó độ ngọt của rebaudiosid A gấp 250 – 450 lần so với đường mía và steviosid khoảng 300 lần so với đường mía (Cramer et al.,1986). Chất tạo ngọt chứa trong cây Cỏ Ngọt là loại chất tạo ngọt không sinh năng lượng. Ngoài ra, chất tạo ngọt trong cây Cỏ Ngọt còn điều trị được bệnh tiểu đường, hạ đường huyết (Lailerd et al.,2004), béo phì, sâu răng, tăng huyết áp (Dyrskog et al., 2005), kháng vi khuẩn, kháng nấm, kháng virus, kháng viêm (Ghosh et al., 2008). Đặc biệt trong cây Cỏ Ngọt có hai loại chất tạo ngọt
steviosid và rebaudiosid A với độ ngọt cao và chiếm hàm lượng lớn nhất.Từ
những lợi ích to lớn đó đã dẫn đến nhu cầu con người muốn sử dụng sản phẩm chất tạo ngọt tự nhiên, đặc biệt là hai loại chất tạo ngọt steviosid và rebaudiosid A. Do đó việc ly trích và tinh sạch để có hai loại chất tạo ngọt steviosid và rebaudiosid A với độ sạch cao, an toàn cho thực phẩm và dược phẩm là rất cần thiết. Xuất phát từ thực tế này, “Nghiên cứu chiết xuất và tinh sạch steviosid và rebaudiosid A từ cây Cỏ Ngọt (Stevia rebaudiana) làm chất tạo ngọt trong thực phẩm và dược phẩm” được thực hiện nhằm góp phần nâng cao chất lượng cuộc sống của con người.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Xây dựng quy trình chiết xuất, tinh sạch 02 hợp chất tự nhiên đặc trưng từ cây Cỏ Ngọt là steviosid và rebaudiosid A làm chất tạo ngọt trong thực phẩm và dược phẩm.
1.3 Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu trên, đề tài đã tiến hành 3 nội dung chính sau đây:
- Khảo sát tỷ lệ chiết giữa nước và nguyên liệu trong quá trình ly trích hỗn hợp glucosid thô.
- Khảo sát thời gian và nhiệt độ trong quá trình ly trích hỗn hợp glucosid
thô.
- Phân lập và tinh sạch hai loại chất tạo ngọt steviosid và rebaudiosid A
CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Lịch sử về cây Cỏ Ngọt
Vào năm 1887, MS Bertoni, một nhà thực vật học là người châu Âu đầu tiên nghiên cứu về Cỏ Ngọt. Sau đó vào năm 1931, nhà hóa học Pháp đã ly trích được steviosid. Steviosid là hợp chất tinh thể màu trắng có độ ngọt rất cao.Từ đó Cỏ Ngọt được sử dụng như một chất làm ngọt ở Anh trong thế chiến II. Nhật Bản đã sử dụng Cỏ Ngọt để thay thế cho saccharin sau khi nó bị cấm sử dụng vào những năm của thập niên 70 và chất ngọt từ Cỏ Ngọt được tiêu thụ tại Nhật Bản với số lượng rất lớn so với bất kỳ quốc gia nào khác. Tại Bắc Mỹ và Châu Âu, Cỏ Ngọt bắt đầu được sử dụng như là sản phẩm thảo dược và có sẵn trên thị trường vào những năm 1970 và 1980. Cỏ Ngọt đã được chiết xuất và cho phép sử dụng ở Mỹ vào năm 1994.
2.2 Đặc điểm, tính vị và công dụng của cây Cỏ Ngọt
2.2.1 Thực vật học (Đỗ Huy Bích et al., 2004)
Tên khoa học: Stevia rebaudiana (Bertoni) Hemsley.
Hình 2.2 Cây Cỏ Ngọt
Họ: Cúc (Asteraceae).
Cây thảo nhỏ, sống nhiều năm, cao 0,5 - 0,6 m và có khi cao tới 1m. Thân cứng mọc thẳng, có rãnh dọc và nhiều lông mịn, ít phân nhánh.Lá mọc đối, hình mác hoặc bầu dục, gốc thuôn, đầu tù hoặc hơi nhọn dài 5 -7 cm, rộng 1 - 1 , 5 cm, có 3 gân, 4-6 đôi răng nhọn ở phần nửa về phía đầu lá, hai mặt có lông trắng mịn, nhấm lá thấy có vị ngọt rất đậm, cuống lá rất ngắn. Hoa lưỡng tính, tụ họp thành đầu màu trắng ở ngọn. Quả bế, không có mào lông, hạt không có nội nhũ. Mùa hoa khoảng tháng 5-9
2.2.2 Phân bố, sinh thái (Đỗ Huy Bích et al., 2004)
Chi Stevia Cav không có một đại diện nào ở vùng châu Á. Cỏ Ngọt đang được trồng phố biến ở Việt Nam hiện nay, được nhập nội từ một nước Nam Mỹ (nguồn gốc ở Paraguay) năm 1988. Cỏ Ngọt là cây ưa ấm và ưa sáng, có thể chịu bóng hoặc ưa bóng vào thời kỳ cây con. Vốn là cây ở vùng nhiệt đới, Cỏ Ngọt trồng ở Việt Nam sinh trưởng và phát triển tốt vào vụ xuân - hè. Về mùa đông, cây có hiện tượng rụng lá và hơi tàn lụi. Cây ra hoa, quả nhiều hàng năm. Tuy nhiên, người ta thường áp dụng cách nhân giống bằng cắm cành.
2.2.3 Bộ phận dùng (Đỗ Huy Bích et al., 2004)
Phần trên mặt đất của cây Cỏ Ngọt. Thu hái lúc cây xum xuê.
2.2.4 Tác dụng dược lý (Đỗ Huy Bích et al., 2004)
2.2.4.1 Tác dụng hạ đường huyết: thành phần steviosid trong lá cây Cỏ Ngọt có tác dụng làm đường huyết giảm rò rệt ở thỏ, chuột cống trắng và bệnh nhân mắc bệnh đái tháo đường.
2.2.4.2 Tác dụng giãn mạch: steviosid có tác dụng làm giãn tĩnh mạch toàn thân rò rệt.
2.2.4.3 Tác dụng trên thận và huyết áp: thành phần steviosid trong lá cây Cỏ Ngọt có tác dụng làm tăng lưu lượng huyết tương qua thận (RPF), tăng tốc độ lọc cầu thận (GFR), hạ huyết áp, tăng bài niệu và tăng thải trừ natri.
2.2.4.4 Tác dụng kháng khuẩn
Cao lá Cỏ Ngọt có tác dụng đối với Pseudomonas aeruginosa và Proteus vulgaris. Chưa thấy tài liệu công bố về tác dụng trên các vi khuẩn Streptococcus inutans, Lactobacillus plantarum và Lactobacillus casei là những vi khuẩn có liên quan đến quá trình sún răng ở trẻ em, vì hiện nay có dùng steviosid thay thế đường trong chế biến bánh kẹo.
2.2.4.5 Liều dùng an toàn ở người
Nồng độ steviosid trong một số nước giải khát ở Nhật Bản là 0,005 - 0,007%. Nếu một ngày uống 1 lít thì lượng steviosid đưa vào cơ thể là 0,05 - 0,07g tương ứng với khoảng lg lá Cỏ Ngọt. Điều đó có thể được chấp nhận vì là liều an toàn, đã được Nhà nước Nhật cho phép.
2.2.4.6 Độc tính cấp: Cho chuột uống steviosid với liều 2g/kg không thấy có
chuột chết và cũng không thấy có biểu hiện độc sau 2 tuần theo dòi.
2.2.4.7 Độc tính bán cấp: Cho chuột cống trắng ăn với liều dùng hàng ngày 0,5g/kg trong 56 ngày, các thông số theo dòi gồm cân nặng, các chỉ tiêu huyết học, các chỉ tiêu hoá sinh và xét nghiệm tổ chức học gan đều bình thường.
2.2.4.8 Độc tính trên thận:
Thí nghiệm trên chuột cống trắng, liều cao steviosid có thể gây độc với thận, làm tăng urê và creatinin huyết thanh.Tiêm tĩnh mạch cho chuột cống trắng, liều 0,4; 0,8; 1,2; l,6g/kg rồi theo dòi độ thanh thải của một số chất có so sánh với lô đối chứng, thấy từ liều 0,8g/kg trở lên độ thanh thải inulin không thay đổi, chứng tỏ chức năng lọc cầu thận không bị ảnh hưởng. Độ thanh thải của glucose tăng, chứng tỏ chức năng tái hấp thu của ống lượn gần bị suy giảm,
một phần glucose không được tái hấp thu và đã bị thải trừ qua nước tiểu. Độ thanh thải steviosid cao hơn độ thanh thải inulin, chứng tỏ steviosid còn bị thải trừ qua niêm mạc của ống thận. Ngoài ra, steviosid cũng gây bài niệu tăng thải natri niệu và làm tăng độ thanh thải của para-aminohippuric.
Tiêm dưới da cho chuột cống trắng với liều 1,5g/kg, kết quả thấy những thay đổi giống thí nghiệm trên là tăng nồng độ urê và creatinin trong huyết thanh, thấy glucose trong nước tiểu. Ngoài ra về tổ chức bệnh học, thấy có biến đổi hình thái ở tế bào niêm mạc ống lượn gần. Những tổn thương này là do hoạt động của 2 enzym phosphatase kiềm và gama-glutamyl-transpeptidase tăng lên. Những enzym này khu trú chủ yếu ở điểm bàn chải của tế bào ống lượn gần.
2.2.4.9 Khả năng gây đột biến
Nhiều thí nghiệm nghiên cứu khả năng gây đột biến trên các chủng Salmonella typhimurium TA 98, TA 100, TA 1535, TA 1538 và TM 677, hoặc trên chủng Escherichia coli WP2 đều xác định cao Cỏ Ngọt không gây đột biến. Có nghiên cứu cho biết một số chất chuyển hoá của steviosid lại có thể gây đột biến. Mặc dù steviosid không bị chuyển hoá trong cơ thể và thải trừ nguyên vẹn qua nước tiểu. Song người ta lo ngại một số tạp khuẩn vùng màng tràng có thể phân giải được steviosid.
2.2.5 Tính vị, công năng (Đỗ Huy Bích et al., 2004)
Cỏ Ngọt có vị ngọt rất đậm, có ích cho người đái tháo đường và người béo
phì, thuốc ít độc.
2.2.6 Công dụng (Đỗ Huy Bích et al., 2004)
Chữa đái tháo đường: Cỏ Ngọt và steviosid có vị ngọt sẽ làm giảm nhu cầu chất đường và chất bột của người bệnh, vì thế sẽ làm giảm đường huyết. Liều dùng theo thử nghiệm ở Braxin là mỗi lần 0,25g steviosid (hoặc 2,5g lá Cỏ
Ngọt), ngày 4 lần, uống nhiều ngày. Ngoài ra Cỏ Ngọt và steviosid còn chữa béo phì do có vị ngọt sẽ làm giảm nhu cầu chất đường và chất bột của cơ thể, nên cũng có tác dụng chữa béo phì. Liều dùng 0,5 - lg steviosid chia ra 3 - 4 lần trong ngày, uống nhiều ngày. Lá Cỏ Ngọt hoặc steviosid thường dùng làm chất điều vị cho các loại trà thuốc, trà túi lọc tỷ lệ lá Cỏ Ngọt hoặc steviosid trong đó thường thấp. Tại Việt Nam, cũng đã có một số chế phẩm trà thuốc có Cỏ Ngọt như trà actisô - stevia. Trà sâm quy - stevia có sâm khu 5, tam thất, đương quy, thục địa, táo, long nhãn, ngũ gia bì và Cỏ Ngọt.Trà nhân trần, thảo quyết minh, Cỏ Ngọt.Trà túi lọc Sotevin có dừa cạn, hoa cúc, hoa hoè và Cỏ Ngọt. Chữa cao huyết áp hàng ngày uống trà sotevin. Dùng thay thế đường sacharose trong công nghiệp thực phẩm để làm chất điều vị cho bánh mứt kẹo, nước giải khát.
2.3 Thành phần hóa học của cây cỏ ngọt
Trong các loại đường thay thế, chất ngọt tự nhiên đã được xem xét rất nhiều bởi các nhà nghiên cứu và đường trong cây Cỏ Ngọt được giả định là nguồn chất tạo ngọt tự nhiên chính. Một loạt các loài cây Cỏ Ngọt đã được nghiên cứu bởi các nhà hóa sinh và công nghệ sinh học về các thành phần hóa học của cây Cỏ Ngọt và chỉ ra có khoảng 110 loài, trong đó có 18 loài có tính năng tốt (Soejarto et al.,1982). Steviosid là một thành phần chính trong cây Cỏ Ngọt và steviosid chứa nhiều nhất trong lá của cây Cỏ Ngọt (Geuns, 2003). Cùng với steviosid, một số hợp chất ngọt khác như steviobiosid, rebaudiosid A, B, C, D, E và dulcosid A cũng đã được tìm thấy trong lá của Cỏ Ngọt (Savita et al.,2004). Việc xây dựng cấu trúc của các dẫn xuất steviosid và vị ngọt của nó so với sucrose được nghiên cứu đầy đủ (Cramer et al.,1986 ), (Geuns, 2003). Kết quả được ghi nhận ở Bảng 2.3 cùng với vị ngọt, cây Cỏ Ngọt cũng có một số dư vị đắng do sự hiện diện của một số loại tinh dầu, tannin và flavonoids và đã nhận thấy rằng steviosid và rebaudiosid A