Chanh leo và hoạt chất piceatannol trong hạt chanh leo
Chanh leo (Passiflora edulis Sims) thuộc họ Passifloraceae, có nguồn gốc Nam Mỹ (Morton, 1987). Loại quả này có hương thơm hấp dẫn và nhiều lợi ích cho sức khỏe con người. Theo Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng quốc gia của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, một khẩu phần chanh leo (236 g) cung cấp 24,5 g chất xơ (65-117% khuyến nghị hàng ngày cho người trưởng thành), 3,8 mg sắt (21-47%), 821,3 mg kali (24-36%), 70,8 mg vitamin C (79-157%), 151 μg vitamin A (17-25%). Hạt chanh leo là phụ phẩm của quá trình chế biến canh leo, chiếm đến 12% lượng nguyên liệu đưa vào chế biến. Hạt chanh leo chứa lượng dầu cao (23,32%) và chứa nhiều chất hoạt chất sinh học như các anthocyanin trong vỏ và piceatannol trong hạt được biết đến là có lợi cho sức khỏe con người. Trong số các hoạt chất này, piceatannol (trans-3, 4, 3 ', 5'-tetrahydroxystilbene, Hình 1) đã được chứng minh là nhiều tính chất sinh học quý, bao gồm chống oxy hóa, chống viêm, kháng khuẩn, chống ung thư và chống dị ứng. Hàm lượng piceatannol trong hạt chanh leo rất cao, gấp 14.000 lần so với nho đỏ vốn là một nguồn piceatannol chính trong chế độ ăn uống của con người (Hình 1).
Hình 1. Piceatannol và một số nguyên liệu thực vật giàu piceatannol. CT: chất tươi.
Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn Việt Nam, chanh leo hiện được trồng tại 46 tỉnh trên cả nước với diện tích trên 6.000 ha và sản lượng trên 110.000 tấn. Ước tính, diện tích trồng chanh leo tăng lên 15.000 ha trong giai đoạn 2025-2030, chủ yếu tập trung tại các tỉnh miền núi phía Bắc và Tây Nguyên với sản lượng 300.000-400.000 tấn. Chanh leo được dùng để xuất khẩu nguyên quả hoặc chế biến. Với tỷ lệ hạt 12% nguyên liệu đầu vào, mỗi năm sẽ có hàng nghìn tấn hạt chanh leo bị thải bỏ bởi các nhà máy thực phẩm. Phụ phẩm này có thể được sử dụng để khai thác dầu và chiết xuất hoạt chất piceatannol ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, mỹ phẩm và dược phẩm.
Để khai thác nguồn hoạt chất sinh học tốt từ hạt chanh leo, một số nghiên cứu đã được thực hiện tại Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam.
Khai thác dầu từ hạt chanh leo
Dầu hạt chanh leo được tách ra bằng phương pháp trích ly động. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các tố công nghệ đến hiệu suất trích ly dầu cho thấy điều kiện phù hợp để trích ly dầu từ hạt chanh leo là: dung môi ethyl acetate, nhiệt độ 30oC, thời gian trích ly 30 phút, số lần trích ly 2 với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi lần lượt là 1/10 và 1/5 (w/v). Với điều kiện trích ly này, hiệu suất thu hồi dầu đạt 78,12±0,31%. Chỉ số acid của dầu hạt chanh leo là 1,61±0,05 (mg KOH/g dầu) và chỉ số peroxide là 0,62±0,03 (meq oxi hoạt động/kg) đạt TCVN cho dầu nguyên chất và dầu ép nguội (£4,0 mg KOH/g dầu và £15,0 meq oxi hoạt động/kg) theo TCVN 7597:2018.
Hình 2. Dầu trích ly từ hạt chanh leo.
Khai thác piceatannol từ hạt chanh leo
Tách chiết bằng phương pháp trích ly truyền thống
Quá trình tách chiết piceatannol từ hạt chanh leo sau trích ly dầu được mô hình hóa bằng cách sử dụng phần mềm Expert Design. Mô hình thu được như sau:
Y = -4,651 + 0,159*X1+ 0,015*X2 + 0,012*X3 – 1,614*10-3*X12 + 0,030*10-3*x22 – 0,575*10-3*X32 + 0,609*10-3*(X1*X2) + 0,188*10-3*(X1*X3) + 0,837*10-3*(X2*X3)
Trong đó: Y là hàm lượng piceatannol của hạt sau trích ly dầu (mg/g CK), X1, X2, X3 lần lượt là nồng độ ethanol, nhiệt độ và thời gian chiết. Điều kiện tách chiết piceatannol tối ưu như sau: 68% ethanol (v/v), ở 85oC trong 45 phút. Ở điều kiện này, hàm lượng piceatannol thu được trong khoảng 6,04–7,58 mg/g CK.
Tách chiết bằng hỗ trợ của siêu âm
Việc tách chiết piceatannol từu hạt chanh leo có thêm hỗ trợ của siêu âm với tần số 37 kHz. Điều kiện tốt nhất cho tách chiết như sau: nồng độ ethanol, 80% (v/v); nhiệt độ 70oC; thời gian tách chiết, 30 phút. Bột đông khô dịch chiết piceatannol thể hiện khả năng kháng hai dòng tế bào ung thư bao gồm HeLa và MCF7 nhưng không có tác dụng đối với dòng tế bào ung thư tuyến tụy Panc1. Cơ chế gây độc được làm rõ một phần là do sự đẩy mạnh tạo thành gốc tự do trong tế bào và gây dừng chu trình tế bào ở giai đoạn G2/M. Bột chiết còn hạn chế sự di chuyển/xâm lấn của hai loại tế bào ung thư HeLa và MCF7.
Hình 3. Sự di chuyển của tế bào ung thư không xử lý (A) và có xử lý (B) bằng bột chiết giàu piceatannol từ hạt chanh leo.
Các kết quả nghiên cứu trên đây cho thấy tiềm năng tốt khai thác chất béo và hoạt chất sinh học từ hạt chanh leo, một phụ phẩm của chế biến chanh leo, nhằm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và công nghiệp dược.
Tài liệu tham khảo chính
1. Lại Thị Ngọc Hà, 2024. Nghiên cứu tách chiết dầu và piceatannol từ hạt chanh leo. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam, 22(1), 82-93.
2. Lai Thi Ngoc Ha, Bui Van Ngoc, Hoang Hai Ha, Hoang Thi Yen, 2016. Ultrasound-assisted extraction and anticancer activity of piceatannol from Passiflora edulis seed. Vietnam Journal of Agricultural Science, 14 (7), 1016-1025.
Lại Thị Ngọc Hà, Khoa Công nghệ thực phẩm