Nghiên cứu ứng dụng enzyme trong trích ly thu hồi chế phẩm giàu resveratrol từ dây Gắm (Gnetum sp) làm nguyên liệu nâng cao hiệu quả bài thuốc gia truyền Khương Viên

Dây Gắm hay còn gọi là dây Sót, dây Mấu, dây Gắm lót hay là cây Vương Tôn, người Tày gọi là Khau mác muối có tên khoa học là Gnetum montanum Mgf, thuộc họ dây Gắm Gnetaceae. Trong dây Gắm có chứa thành phần stilbenoids gồm resveratrol, gnetin C, gnetin L, gnemonoside A, gnemonoside C và gnemonoside D. Gần đây resveratrol đã được chứng minh đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, tốt cho người bệnh tiểu đường, hệ tim mạch, có tính kháng khuẩn cao, và đặc biệt liên quan đến khả năng hạ axit uric trong máu rất tốt cho bệnh về xương khớp. Resveratrol là một polyphenolic tự nhiên có hoạt chất sinh học cao, được tìm thấy trong rất nhiều loài thực vật (ít nhất khoảng 72 loài) mà phần lớn các loài được sử dụng trong đông y và trong bữa ăn hàng ngày như: cốt khí củ, dâu tằm, lạc, nho, lựu, dâu tây. Các hoạt chất sinh học có trong một loạt các thực phẩm (như trái cây, rau và các hạt ngũ cốc) đã được sử dụng như là một phần trong chế độ ăn uống của con người.

Khoa học đã chứng minh rằng việc sử dụng các chất có hoạt tính sinh học có thể giúp tăng cường sức khoẻ và giảm nguy cơ bệnh mãn tính như ung thư, bệnh động mạch vành, đột quỵ và bệnh Alzheimer. Các chất có hoạt tính sinh học được tách chiết từ thực vật được coi như là các hóa chất đặc biệt và có thể được sử dụng làm thực phẩm dinh dưỡng, thực phẩm chế biến để bổ sung cho một chế độ ăn uống cân bằng hoặc dưới dạng thuốc. Các hợp chất hoạt tính sinh học trong thực vật thường có nồng độ thấp. Trong khi đó các quá trình trích ly sử dụng dung môi để tách chiết các chất hoạt tính sinh học thường có năng suất khai thác thấp, đòi hỏi thời gian trích ly dài và sản phẩm cuối cùng thường tồn dư các chất dung môi hữu cơ đó dẫn tới làm giảm chất lượng sản phẩm sau quá trình trích ly, việc sử dụng dung môi hữu cơ để trích ly các hợp chất tự nhiên có một số hạn chế bao gồm: các mối nguy an toàn trong sản xuất khó khống chế, đầu vào năng lượng cao, chất lượng sản phẩm thấp, nguy cơ và các tác động độc hại đối với môi trường. Do đó tìm và phát triển của một phương pháp hiệu quả và có chọn lọc để khai thác hợp chất sinh học là một điều rất quan trọng. Ở Việt Nam trích ly resveratrol từ thực vật nói chung và từ dây Gắm nói riêng bằng phương pháp dùng enzyme trong việc hỗ trợ xử lý ban đầu là một lĩnh vực mới đối với các nhà nghiên cứu.

Nhằm nghiên cứu ứng dụng enzyme trong trích ly thu hồi chế phẩm giàu resveratrol từ dây Gắng, ứng dụng chế phẩm giàu resveratrol làm nguyên liệu nâng cao hiệu quả bài thuốc gia truyền Khương Viên, nhóm nghiên cứu Viện Công nghiệp thực phẩm do ThS. Nguyễn Thị Hồng Lĩnh làm chủ nhiệm đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng enzyme trong trích ly thu hồi chế phẩm giàu resveratrol từ dây Gắm (Gnetum sp) làm nguyên liệu nâng cao hiệu quả bài thuốc gia truyền Khương Viên”. 

Trong 2 năm triển khai thực hiện (1/2018 - 12/2019), đề tài đã hoàn thành nhiệm vụ theo hợp đồng với Bộ Công Thương về việc đặt hàng thực hiện các nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2018:

1. Đã nghiên cứu khảo sát nguồn nguyên liệu dây Gắm

Lựa chọn được nguyên liệu dây Gắm trồng ở Yên Bái. Thời gian trồng > 4 năm, thu hái vào mùa thu, mùa đông làm nguyên liệu thực hiện nghiên cứu và sản xuất thực nghiệm của đề tài.

2. Điều kiện sơ chế nguyên liệu

Nguyên liệu được rửa sạch, nghiền nhỏ với kích thước (1-3mm), sấy khô đến độ ẩm < 10% sau quá trình chế biến đã tạo ra 20,9 kg chế phẩm hàm lượng resveratrol: 16,408%. Chế phẩm được bổ sung vào cao khô Bảo vệ khớp với tỷ lệ 18% để tạo ra 120 kg bột cao khô Bảo vệ khớp có bổ sung chế phẩm resveratrol, với hàm lượng resveratrol trong sản phẩm cuối là: 2,5%.

Đề tài đã xây dựng được quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm giàu resveratrol để sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị xương khớp.

3. Điều kiện sử dụng enzyme trong nâng cao hiệu suất trích ly resveratrol

Loại enzyme: Chế phẩm enzyme Celluclast; Nồng độ enzyme: 0,2% nguyên liệu khô; Tỷ lệ nguyên liêu/nước: 1/5; Nhiệt độ xử lý: 50oC - pH: 5,5; Thời gian enzyme hóa: 60 phút; Tốc độ khuấy trộn: 150 vòng/phút

Đề tài đã tìm ra được quy trình ứng dụng chế phẩm enzyme Celluclast để xử lý nguyên liệu dây Gắm nhằm nâng cao hiệu suất trích ly thu hồi resveratrol với đầy đủ thông số kỹ thuật.

4. Điều kiện thu nhận chế phẩm giàu resveratrol từ dây Gắm

Loại dung môi dùng để trích ly: ethanol 80%; Tỷ lệ nguyên liệu/ethanol: 1/12; Nhiệt độ xử lý 60oC; Thời gian trích ly: 120 phút; Số lần trích ly: 2 lần.

Với những điều kiện đã được xác định và lựa chọn cho kết quả: Hiệu suất trích ly resveratrol trong dây Gắm đã tăng từ 56,43% lên 89,33%. Như vậy sử dụng kết hợp giữa chế phẩm enzyme Celluclast trong quá trình xử lý ban đầu sau đó dùng ethanol trong trích ly sẽ làm tăng hiệu suất trích ly resveratrol từ dây Gắm so với phương pháp chỉ dùng dung môi ethanol đơn thuần.

5. Điều kiện làm giàu resveratrol trong chế phẩm

Loại dung môi: ethyl acetate; Tỷ lệ cao thô/ethyl acetate: 1/40; Số lần tinh chế: 3 lần

6. Điều kiện công nghệ tạo bột giàu resveratrol từ dây Gắm

Nồng độ chất khô ban đầu dịch sấy: 25%; Chế độ sấy: Nhiệt độ đầu vào là 180oC; Tốc độ tiếp liệu là 3,0 lít/giờ; Tốc độ quay của bơm ly tâm là 25.000 vòng/phút; Nhiệt độ đầu ra là 90oC

Đã xây dựng được quy trình nghệ thu hồi, tạo dạng bột chế phẩm giàu resveratrol với đầy đủ thông số công nghệ quy mô phòng thí nghiệm.

7. Điều kiện bảo quản chế phẩm

Chế phẩm bảo quản trong túi Zip 3 lớp Kraft/Al/PE ở điều kiện nhiệt độ phòng, tránh ánh sáng chiếu trực tiếp.

8. Thực nghiệm sản xuất chế phẩm resveratrol từ dây Gắm, thực phẩm chức năng hỗ trợ xương khớp có bổ sung resveratrol.

Đề tài đã sử dụng 600 kg nguyên liệu dây Gắm khô độ ẩm < 10% sau quá trình chế biến đã tạo ra 20,9 kg chế phẩm hàm lượng resveratrol: 16,408%. Chế phẩm được bổ sung vào cao khô Bảo vệ khớp với tỷ lệ 18% để tạo ra 120 kg bột cao khô Bảo vệ khớp có bổ sung chế phẩm resveratrol, với hàm lượng resveratrol trong sản phẩm cuối là: 2,5%. Đã có quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm giàu resveratrol để sản xuất sản phẩm thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị xương khớp.

Để đánh giá được hiệu quả thực sự của resveratrol trong việc hỗ trợ và điều trị các vấn đề về xương khớp nhóm đề tài hi vọng đề tài sẽ được ủng hộ để phát triển thành dự án. Đề tài sẽ kết hợp với Công ty cổ phần đông dược Khương Viên KSH tiến hành mở rộng nghiên cứu, thăm dò, đánh giá hiệu quả của chế phẩm resveratrol, tìm ra được tỷ lệ bổ sung resveratrol hợp lý nhất để mang lại không những hiệu quả về mặt điều trị mà còn mang tính hiệu quả về mặt kinh tế và phát triển các sản phẩm dược phẩm trên thị trường.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17799/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)