Phát triển quy trình phân tích hàm lượng 10-HDA và một số amino axit tự do để kiểm soát chất lượng thực phẩm chức năng chứa sữa ong chúa
Thực phẩm chức năng, với những lợi ích lớn đối với sức khỏe con người, đang là sản phẩm chăm sóc sức khỏe được quan tâm nhiều nhất trên thế giới. Trong số này, sữa ong chúa (Royal jelly) được sử dụng rộng rãi trong các thực phẩm chức năng, mỹ phẩm do được cho rằng có tác dụng kháng khuẩn, kháng viêm, hạ huyết áp, chống oxi hóa...
Sữa ong chúa có thành phần hóa học đa dạng và phong phú, bao gồm các thành phần chính là nước, cacbonhydrat, protein, lipid và axit béo, còn lại là các vitamin, axít amin tự do, muối khoáng… Axít 10 - Hydroxy - 2 - Decenoic (viết tắt: 10-HDA) còn được gọi là axít sữa ong chúa. 10-HDA là axit béo chưa bão hòa có hàm lượng cao nhất trong sữa ong chúa (thường chiếm khoảng 1,5 - 2,0% trọng lượng). 10-HDA có các hoạt tính sinh học đặc hiệu đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm như khả năng ngăn ngừa ung thư, ngăn ngừa lão hóa làn da, tăng cường khả năng miễn dịch và chống lại một loạt vi khuẩn… Do chỉ tồn tại trong sữa ong chúa tự nhiên, chứ không có trong các sản phẩm của ong khác như mật ong, phấn hoa, sáp ong… nên 10-HDA được coi như một “dấu chuẩn”- marker của sữa ong chúa. Sữa ong chúa còn là một sản phẩm tự nhiên giàu axít amin, rất quan trọng đối với con người và động vật. Các axít amin tự do chiếm hàm lượng cao nhất là prolin, lysin, glutamic axit, alanin, phenyle, asparat... 10-HDA và các axit amin tự do là những thành phần đặc hiệu và có giá trị nên hàm lượng của chúng sẽ quyết định chất lượng của sữa ong chúa.
Tại Việt Nam, trong những năm gần đây khi chất lượng cuộc sống đi lên cũng là lúc mọi người quan tâm tới các sản phẩm có nguồn gốc thiên nhiên sử dụng như các thực phẩm bổ sung. Sữa ong chúa tươi được sản xuất tại một số trang trại trong nước, viện Công nghệ thực phẩm và một số đơn vị đã hoàn thành nghiên cứu sản xuất chế phẩm viên nang chứa sữa ong chúa đông khô dạng bột. Ngoài ra các sản phẩm nhập khẩu được bán trên thị trường khá phong phú như các loại sữa ong chúa đông khô dạng gel chứa trong viên nang, mật ong chứa sữa ong chúa. Việc công bố chất lượng các sản phẩm chỉ qua lượng sữa ong chúa tổng trong sản phẩm (nguyên chất hay tỷ lệ pha trộn) chứ không đề cập tới thành phần đặc hiệu như 10- HDA, các axit amin. Những vấn đề khác liên quan tới chất lượng như hàng giả, hàng thật, sự thay đổi chất lượng qua quá trình bảo quản, đặc điểm chất lượng theo nguồn gốc cũng chưa được đề cập. Để có thể tìm hiểu các vấn đề liên quan tới chất lượng các sản phẩm chứa sữa ong chúa, trước hết cần phát triển các phương pháp phân tích mang tính phổ thông, dễ sử dụng và có đủ độ chính xác, tin cậy phù hợp để kiểm tra chất lượng mặt hàng này. Việc xác định hàm lượng 10-HDA hay amino axit tự do trong sữa ong chúa được thực hiện tại các phòng thí nghiệm bằng phương pháp phân tích công cụ như sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC) hoặc sắc kí khí (GC). Trước khi phân tích bằng GC, cần có bước tách chất phân tích ra khỏi nền mẫu, sau đó dẫn xuất hóa chúng thành các cấu tử dễ bay hơi qua phản ứng Lysin Alanin Prolin Axit Glutamic Axit aspartic Axít 10 - Hydroxy - 2 - Decenoic 3 ankyl hóa, sylyl hóa. Detector ion hóa ngọn lửa có thể được sử dụng để phân tích phân bố thành phần của các axit amin tự do, còn khi định lượng sẽ sử dụng detector khối phổ. Phương pháp HPLC với detector đo quang ở bước sóng 215 nm hoặc detector khúc xạ kế (RID) được sử dụng phổ biến hơn để xác định 10-HDA cũng như các amino axit tự do trong sữa ong chúa. Tuy nhiên, các phương pháp này đều có chi phí cao, cùng với các yêu cầu kĩ thuật nghiêm ngặt, đồng thời tốn khá nhiều thời gian. Bên cạnh các phương pháp xác định truyền thống bằng GC hay HPLC, việc định lượng 10-HDA và các amino axit tự do trong sữa ong chúa còn có thể thực hiện bằng phương pháp điện di mao quản (CE) vì trong môi trường axit hoặc bazơ chúng có thể phân ly thành các ion mang điện. Đây là phương pháp tương đối mới với chi phí thấp cũng như kĩ thuật đơn giản hơn, do tiêu thụ ít dung môi hữu cơ nên CE còn được coi như một kỹ thuật phân tích “xanh”. Trong phương pháp CE, các công trình đã công bố trên thế giới đều tập trung vào việc sử dụng detector UV hoặc MS, đây là các loại detector thương mại và đòi hỏi thiết bị cũng như kĩ thuật sử dụng tương đối cao, chưa có công trình nào về việc sử dụng CE với detector độ dẫn không tiếp xúc.
Nhóm nghiên cứu về Khoa học Phân tích và ứng dụng thuộc Trường đại học Khoa học Tự nhiên hiện nay là Phòng thí nghiệm trọng điểm về Công nghệ phân tích phục vụ kiểm định môi trường và an toàn thực phẩm đã chế tạo thành công các hệ thiết bị CE loại một kênh, hai kênh sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc (C4D) từ phiên bản vận hành bằng tay tới phiên bản tự động. Các hệ thiết bị này, cùng với những quy trình phân tích cụ thể do chúng tôi xây dựng, đã được ứng dụng trong thực tế, phục vụ mục tiêu đánh giá chất lượng môi trường nước (xác định hàm lượng các anion, cation, asen, dư lượng dược phẩm).
Nhằm đưa các kết quả nghiên cứu của cán bộ ĐHQGHN phục vụ thực tiễn, việc tiếp tục phát triển các quy trình phân tích, mở rộng các ứng dụng cho những đối tượng mới đang được xã hội quan tâm trong lĩnh vực an toàn thực phẩm/ dược phẩm, nhóm nghiên cứu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên do PGS. TS. Dương Hồng Anh đứng đầu đã đề xuất thực hiện đề tài: “Phát triển quy trình phân tích hàm lượng 10-HDA và một số amino axit tự do để kiểm soát chất lượng thực phẩm chức năng chứa sữa ong chúa” với mục tiêu phát triển được các quy trình phân tích hàm lượng 10-HDA và một số amino axit tự do trong các mặt hàng thực phẩm chức năng có chứa sữa ong chúa bằng phương pháp điện di mao quản với độ chính xác, tin cậy phù hợp để kiểm tra chất lượng các mặt hàng này.
Đề tài đề cập tới vấn đề nghiên cứu xây dựng quy trình phân tích hàm lượng 10-HDA và amino axit tự do trong thực phẩm chức năng chứa sữa ong chúa, mở ra một đối tượng ứng dụng mới cho hệ CE-C4D. Các quy trình phân tích là sản phẩm của đề tài có thể là một công cụ hữu hiệu để các nhà nghiên cứu, nhà sản xuất áp dụng trong phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng chứa sữa ong chúa. Đồng thời cũng sử dụng được trong các phòng thí nghiệm phân tích để xác định nhanh chóng các chỉ tiêu phản ảnh chất lượng sản phẩm sữa ong chúa nhằm sàng lọc sản phẩm thật giả với một chi phí hợp lý.
Phương pháp điện di mao quản sử dụng detector độ dẫn không tiếp xúc đã được phát triển trong nghiên cứu này để phân tích hàm lượng axit 10-hydroxy-2-decenoic và các amino axit tự do trong các sản phẩm sữa ong chúa có tính mới so với các phương pháp phân tích đã công bố. Đây là một kỹ thuật đơn giản, hiệu quả, hạn chế sử dụng dung môi theo xu hướng hóa học xanh so sánh với các kĩ thuật sắc ký truyền thống. Các chất phân tích được chia thành hai nhóm, xác định đồng thời trong cùng một lần bơm mẫu vào hệ thiết bị 2 kênh tự chế tạo do vậy làm tăng năng suất phân tích. Với giới hạn phát hiện đã xác định và khoảng hàm lượng thông thường trong sữa ong chúa tươi nguyên chất, phương pháp này cho phép phát hiện các chất trên trong những sản phẩm chứa sữa ong chúa với tỷ lệ pha trộn cỡ 2% sữa ong chúa cho thấy phạm vi ứng dụng rộng rãi của phương pháp trong kiểm soát chất lượng thực phẩm. Với sai khác không có ý nghĩa thống kế khi so sánh với kết quả phân tích bằng HPLC, cùng sự tiện lợi về kỹ thuật, tiết kiệm về thời gian và chi phí cho thấy tính cạnh tranh của phương pháp điện di mao quản trong phân tích thực phẩm khi so sánh với kỹ thuật sắc ký truyền thống. Ước tính trung bình về chi phí hóa chất, khấu hao thiết bị khi phân tích các chỉ tiêu trên bằng CE-C4D có giá thành chỉ bằng 1/5 so với HPLC thông thường.
Đề tài xây dựng một phương pháp phân tích đơn giản với chi phí thấp để xác định hàm lượng axit 10-hydroxy-2-decenoic (10-HDA) và các amino axit tự do trong một số loại thực phẩm chức năng chứa sữa ong chúa sử dụng hệ thiết bị điện di mao quản (CE) 2 kênh ghép nối detector độ dẫn không tiếp xúc (C4D) tự chế tạo. Đề xuất công cụ mới cho hoạt động kiểm soát chất lượng thực phẩm có thể thực hiện được trong điều kiện khiêm tốn về cơ sở hạ tầng. axit 10-hydroxy-2-decenoic (10-HDA) và các amino axit tự do được phân tích sử dụng các dung dịch điện ly nền tương ứng là 20 mM Tris(hydroxymethyl)aminomethane/axit axetic pH 8,5 và 2M axit lactic. Giới hạn phát hiện của phương pháp CE-C4 D đối với 10-HDA là 0,039 mg/g và các amino axit tự do là 0,039–0,090 mg/g. So sánh kết quả phân tích thu được từ phương pháp đã phát triển với phương pháp HPLC truyền thống cho sai khác ở mức chấp nhận với 10HDA <16%.
Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18353/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.
https://vista.gov.vn/
