Tài liệu Phát triển sản phẩm bánh yến mạch có bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM BÁNH YẾN MẠCH BỔ SUNG MANGIFERIN DÀNH CHO NGƯỜI BỆNH TIỂU ĐƯỜNG Sinh viên thực hiện: Lương Thị Bích Thùy Số thẻ SV:107140104 Lớp: 14H2A Đà Nẵng – Năm 2019 i TÓM TẮT Tên đề tài: Phát triển sản phẩm bánh yến mạch có bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường Sinh viên thực hiện: Lương Thị Bích Thùy Số thẻ SV:107140104 Lớp: 14H2A Hiện nay, số người mắc bệnh tiểu đường đang ngày một gia tăng, đặc biệt là ở những quốc gia đang phát triển. Trong đó, Việt Nam được xếp vào nhóm nước có số người mắc bệnh tiểu đường tăng nhanh nhất. Y học đang không ngừng cải thiện để đem lại cho người bệnh những phương pháp tốt nhất, đồng hành cùng họ trong quá trình chống lại với căn bệnh này. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng mangiferin được chiết xuất từ lá xoài có hoạt tính kháng khuẩn, kháng oxy hóa, đem lại tác dụng tích cực đối với bệnh tiểu đường. Nghiên cứu này được thực hiện với mục đích phát triển sản phẩm bánh có bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường. Sản phẩm được nghiên cứu và phát triển thông qua việc tìm ra chế độ nướng tối ưu, tỉ lệ thành phần nguyên liệu phù hợp cũng như những ảnh hưởng của nguyên liệu thay thế. Từ kết quả nghiên cứu, quy trình sản xuất sản phẩm được đề xuất với tỉ lệ thành phần nguyên liệu là 47% bột yến mạch, 34% bơ lạt, 13% maltitol, 5% lòng trắng trứng, 0,6% mangiferin cùng với chế độ nướng ở nhiệt độ 1700C trong thời gian 10 phút. Với quy trình được đề xuất như vậy, các giá trị cảm quan của sản phẩm về màu sắc, mùi, vị, cấu trúc đạt chất lượng tốt nhất ở quy mô phòng thí nghiệm. Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương: - Chương 1: Tổng quan và lựa chọn ý tưởng phát triển sản phẩm - Chương 2: Phát triển ý tưởng và sản phẩm nguyên mẫu - Chương 3: Kết quả và thảo luận - Chương 4: Kết luận và kiến nghị ii ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HÓA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Lương Thị Bích Thùy Số thẻ sinh viên:107140104 Lớp:14H2A Khoa:Hóa 1. Tên đề tài đồ án: Ngành: Công nghệ thực phẩm Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường 2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện 3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu: 4. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: + Lời mở đầu + Chương 1: Tổng quan và lựa chọn ý tưởng phát triển sản phẩm + Chương 2: Phát triển ý tưởng và sản phẩm nguyên mẫu + Chương 3: Kết quả và thảo luận + Chương 4: Kết luận và kiến nghị + Tài liệu tham khảo Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): 5. Họ tên người hướng dẫn: TS.Nguyễn Thị trúc Loan 6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 07/01/2019 7. Ngày hoàn thành đồ án: Trưởng Bộ môn 12/06/2019 Đà Nẵng, ngày 12 tháng 06 năm 2019 Người hướng dẫn PGS. TS. Đặng Minh Nhật TS. Nguyễn Thị trúc Loan iii LỜI NÓI ĐẦU Sau hơn 3 tháng nghiên cứu, được sự hướng dẫn tận tình của cô Nguyễn Thị Trúc Loan cùng sự hỗ trợ từ các thầy cô và các bạn sinh viên tại phòng thí nghiệm, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Nguyễn Thị Trúc Loan. Cô đã tận tình hướng dẫn em từ lúc nhận đề tài cho đến khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù em còn nhiều thiếu sót nhưng cô vẫn dành nhiều thời gian và tâm huyết trong việc hướng dẫn, cung cấp cho em nhiều kiến thức bổ ích, góp ý và sửa chữa những chỗ sai để em có thể hoàn thành đồ án một cách tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm cũng như các thầy cô Khoa Hóa Trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng đã truyền đạt những kiến thức chuyên ngành trong suốt 5 năm qua. Các thầy cô tại phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em về mặt dụng cụ, thiết bị để em có thể hoàn thành đề tài tốt nghiệp của mình. Em cũng xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè đã luôn bên cạnh, động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Ngoài ra, em cũng xin cảm ơn Viện Công nghệ Sinh học – Đại học Huế đã tạo điều kiện để em hoàn thành được những mục quan trọng trong đề tài tốt nghiệp của mình. Cuối cùng, em xin cảm ơn thầy cô trong Hội đồng Bảo vệ đã dành thời gian của mình để đọc và nhận xét cho đồ án tốt nghiệp của em. Em xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, ngày 12 Tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực hiện Lương Thị Bích Thùy iv CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết quả của bài nghiên cứu này là của riêng tôi và không hề được sao chép từ bất cứ tài liệu nào. Các dữ liệu có liên quan trong nghiên cứu được dẫn nguồn rõ ràng và công khai. Các số liệu, kết luận trong báo cáo này là hoàn toàn trung thực. Tôi xin chịu trách nhiệm về lời cam đoan này. Đà Nẵng, ngày 12 tháng 06 năm 2019 Sinh viên thực hiện Lương Thị Bích Thùy v MỤC LỤC TÓM TẮT .................................................................................................................... i NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .......................................................................... iii LỜI NÓI ĐẦU............................................................................................................ iv CAM ĐOAN ............................................................................................................... v MỤC LỤC .................................................................................................................. vi MỤC LỤC HÌNH ....................................................................................................... ix MỤC LỤC BẢNG ....................................................................................................... x LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN Ý TƯỞNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM .................................................................................................................................... 3 1.1. Tìm hiểu chung về bệnh tiểu đường ...................................................................... 3 1.1.1. Khái niệm .......................................................................................................... 3 1.1.2. Các loại bệnh tiểu đường.................................................................................... 3 1.1.3. Những dấu hiệu và biến chứng của bệnh tiểu đường .......................................... 3 1.1.4. Tình hình bệnh tiểu đường hiện nay ................................................................... 4 1.1.5. Những tiêu chí để lựa chọn thực phẩm cho người bệnh tiểu đường .................... 4 1.2. Tìm hiểu chung về mangiferin và tác dụng được lý đối với bệnh tiểu đường ......... 6 1.2.1. Đặc điểm của mangiferin ................................................................................... 6 1.2.2. Cơ chế tác động của mangiferin đối với người bệnh tiểu đường ......................... 6 1.3. Giới thiệu về bánh quy và nguyên liệu yến mạch .................................................. 8 1.3.1. Giới thiệu về bánh quy ....................................................................................... 8 1.3.2. Giới thiệu về nguyên liệu yến mạch ................................................................. 10 1.4. Tiêu chí và ý tưởng phát triển sản phẩm .............................................................. 14 1.4.1. Tiêu chí xây dựng sản phẩm ............................................................................. 14 1.4.2. Ý tưởng và đánh giá ý tưởng phát triển sản phẩm............................................. 14 CHƯƠNG 2: PHÁT TRIỂN Ý TƯỞNG VÀ SẢN PHẨM NGUYÊN MẪU ............. 17 vi 2.1. Phát triển quan niệm sản phẩm (Concept và Brief) .............................................. 17 2.1.1. Miêu tả sản phẩm: ............................................................................................ 17 2.1.2. Thị trường mục tiêu: ........................................................................................ 17 2.1.3. Yêu cầu về dinh dưỡng: ................................................................................... 17 2.1.4. Yêu cầu về thành phẩm: ................................................................................... 17 2.1.5. Yêu cầu về luật, chính sách: ............................................................................. 17 2.1.6 Yêu cầu về hạn sử dụng: ................................................................................... 18 2.1.7. Yêu cầu về bao gói:.......................................................................................... 18 2.1.8. Yêu cầu về sản xuất: ........................................................................................ 18 2.1.9. Thiết lập quy trình chế biến dự kiến và các điều kiện ....................................... 18 2.1.10. Công thức – thành phần.................................................................................. 19 2.2. Phát triển sản phẩm nguyên mẫu ......................................................................... 19 2.2.1. Nguyên liệu...................................................................................................... 19 2.2.2. Thiết bị, dụng cụ sử dụng trong quá trình nghiên cứu ....................................... 22 2.2.3. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .............................................................. 22 2.2.7. Đánh giá chất lượng sản phẩm ......................................................................... 26 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................ 30 3.1. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nướng đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm ........................................................................................................... 30 3.2. Khảo sát vai trò của bột mỳ, đường sucrose, đường ăn kiêng stevia đến cấu trúc của sản phẩm ............................................................................................................. 31 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến cấu trúc sản phẩm.......... 32 3.4. Kết quả khảo sát thị hiếu người dùng về hai mẫu bánh có tỉ lệ đường 75% và 50% .................................................................................................................................. 33 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nguyên liệu thay thế đường đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm ........................................................................................................... 34 3.6. Tỉ lệ mangiferin cần có trong thành phần nguyên liệu ......................................... 35 3.7. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm ................................................................ 35 3.7.1. Kết quả kiểm nghiệm các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh.............................................. 35 vii 3.7.2. Kết quả hoạt tính kháng khuẩn, kháng oxy hóa của mangiferin trong sản phẩm36 3.7.3. Kết quá đánh giá chất lượng cảm quan ............................................................. 37 3.8. Đề xuất quy trình công nghệ ............................................................................... 38 3.8.1. Sơ đồ quy trình công nghệ................................................................................ 38 3.8.2. Thuyết minh quy trình...................................................................................... 38 3.9 Bao bì và nhãn dán............................................................................................... 39 3.9.1. Bao bì .............................................................................................................. 39 3.9.2. Nhãn dán.......................................................................................................... 40 3.9.3. Chi phí nguyên liệu cho sản phẩm .................................................................... 41 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 42 4.1. Kết luận .............................................................................................................. 42 4.2. Kiến nghị ............................................................................................................ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 43 PHỤ LỤC viii MỤC LỤC HÌNH Hình 1.1 Ảnh hưởng của GI đến đường huyết ............................................................. 5 Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của mangiferin ................................................................... 6 Hình 1.3 Bánh quy dai ................................................................................................. 9 Hình 1.4 Bánh quy xốp ................................................................................................ 9 Hình 1.5 Cây yến mạch.............................................................................................. 10 Hình 1.6 Thành phần hóa học của hạt yến mạch ........................................................ 11 Hình 1.7 Các loại yến mạch ....................................................................................... 12 Hình 1.8 Cấu trúc hóa học của β-glucan yến mạch ..................................................... 13 Hình 2.1 Quy trình chế biến dự kiến và các điều kiện ................................................ 18 Hình 2.2 Bột yến mạch .............................................................................................. 19 Hình 2.3 Bơ lạt Anchor .............................................................................................. 19 Hình 2.4 Đường bột ................................................................................................... 20 Hình 2.5 Lòng trắng trứng ......................................................................................... 20 Hình 2.6 Cấu trúc hóa học của maltitol ...................................................................... 21 Hình 2.7 Bảng GI cho các chất tạo ngọt ..................................................................... 21 Hình 3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nướng đến cấu trúc và cảm quan sản phẩm.................................................................................................... 30 Hình 3.2 Kết quả các mẫu bánh có tỉ lệ đường sucrose, bột mỳ và đường stevia ........ 32 Hình 3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến cấu trúc sản phẩm .. 32 Hình 3.4 Kết quả khảo sát thị hiếu người tiêu dùng về hai mẫu bánh có tỉ lệ đường 75% và 50%....................................................................................................................... 33 Hình 3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của maltitol đến cảm quan sản phẩm ............... 34 Hình 3.6 Kết quả kháng khuẩn của mẫu bánh ............................................................ 37 Hình 3.7 Kết quả đánh giá thị hiếu về chất lượng sản phẩm ....................................... 38 Hình 3.8 Quy trình sản xuất được đề xuất cho sản phẩm bánh quy yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường .............................................................. 39 Hình 3.9 Nhãn sản phẩm............................................................................................ 40 Hình 4.1 Sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin cho người bệnh tiểu đường .. 42 ix MỤC LỤC BẢNG Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng của hạt yến mạch........................................................... 11 Bảng 2.1 Dụng cụ sử dụng trong nghiên cứu ............................................................. 22 Bảng 2.2 Lượng đường, bột mỳ, đường stevia trong mỗi mẻ bánh ............................. 23 Bảng 2.3 Tỉ lệ đường - maltitol khảo sát ảnh hưởng của maltitol đến cấu trúc sản phẩm .................................................................................................................................. 25 Bảng 2.4 Bảng mô tả tính chất cảm quan sản phẩm.................................................... 28 Bảng 2.5 Chất lượng sản phâm theo điểm chất lượng ................................................ 29 Bảng 3.1 Kết quả đánh giá chỉ tiêu hóa lý và vi sinh của sản phẩm ............................ 36 Bảng 3.2 Giá trị IC50 của mẫu cao và mẫu bánh ......................................................... 36 Bảng 3.3 Chi phí nguyên liệu cho 100g sản phẩm ...................................................... 41 x Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường LỜI MỞ ĐẦU Vài năm trở lại đây, tỉ lệ người mắc bệnh tiểu đường đang tăng nhanh. Trong đó, Việt Nam được xếp vào nhóm nước có số người mắc bệnh tiểu đường tăng nhanh nhất. Căn bệnh này được xem là “kẻ giết người thầm lặng” bởi nó không gây ra những cái chết nhanh chóng như những bệnh cấp tính khác, tuy nhiên bệnh âm thầm phát triển dẫn đến người bệnh không thể qua khỏi. Các tổ chức y tế trong nước và quốc tế liên tục đưa ra những hướng dẫn, tư vấn để giúp cho người bệnh tiểu đường sống chung với bệnh. Trong đó, chế độ ăn uống có sự ảnh hưởng to lớn đến quá trình điều trị. Kiểm soát được những gì chúng ta nạp vào cơ thể hằng ngay là một bước quan trọng để kiểm soát được căn bệnh nguy hiểm này. Hiện nay, những sản phẩm thực phẩm dành cho người tiểu đường trên thế giới đang ngày càng đa dạng với nhiều loại thực phẩm khác nhau. Tuy nhiên, số lượng các sản phẩm dành cho người tiểu đường vẫn còn rất hạn chế và đang trong thời kỳ phát triển. Chính vì vậy, việc phát triển một sản phẩm dành cho người bệnh tiểu đường là điều cần thiết. Mangiferin là một hợp chất có hoạt tính sinh học được chiết xuất từ lá xoài (Mangifera Indica L.). Chúng được sử dụng trong y học ở nhiều nước trên thế giới như chống oxy hóa, kháng viêm, kháng virus, tăng cường miễn dịch, giảm đau [1]. Hiện nay, có rất nhiều nghiên cứu trong và ngoài nước chỉ ra rằng mangiferin có tác dụng trong việc hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường. Bên cạnh đó, mangiferin còn có tác động những tác động tích cực khác đến sức khỏe con người: chống ung thư, chống viêm, bảo vệ tim mạch, ức chế stress oxy hóa, bảo vệ thần kinh và hạn chế tăng mỡ máu. Yến mạch, có tên khoa học là Avena sativa, là loại hạt có nguồn gốc từ các nước châu Âu và hiện nay yến mạch đã được trồng tại nhiều vùng trên toàn thế giới. Yến mạch chứa nhiều xơ, đặc biệt là β-glucan, các nhóm dinh dưỡng thiết yếu và hơn 26 hợp chất có hoạt tính sinh học ví dụ như hợp chất phenolic, sterol thực vật… . Đây có thể coi là một loại hạt tổng hợp đầy đủ những tính chất bảo vệ để chống lại những căn bệnh mãn tính như bệnh tim, bệnh tiểu đường và ung thư [2]. Chất xơ hòa tan có trong thực phẩm ảnh hưởng đến chỉ số đường huyết sau mỗi bữa ăn. Và β-glucan trong yến mạch hiện đang được nghiên cứu rộng rãi vì lợi ích sức khỏe của nó nhờ làm chậm tăng nồng độ glucose trong máu sau khi ăn. Không chỉ làm chậm quá trình hấp thu chất dinh dưỡng, β-glucan còn làm chậm quá trình trao đổi chấưt, làm chậm tác động của lipit (đặc biệt là LDL) đồng thời đẩy nhanh quá trình bài tiết bile acid, mau no [3]. Với những lợi ích như trên, việc kết hợp hai nguồn nguyên liệu này để tạo nên một loại sản phẩm phù hợp với người tiểu đường là cần thiết. Điều này còn giúp làm đa dạng SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 1 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường hóa các loại sản phẩm dành cho người tiểu đường hiện nay. Từ đó, đề tài “Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường” được đề xuất nhằm tìm ra quy trình công nghệ thích hợp để có thể sản xuất ra sản phẩm có chất lượng tốt và hàm lượng mangiferin phù hợp hỗ trợ cho việc điều trị bệnh tiểu đường và các biến chứng của nó. ➢ Mục đích nghiên cứu của đề tài: Bánh yến mạch được nghiên cứu và phát triển ở phòng thí nghiệm với trọng tâm là giải quyết các vấn đề về chất lượng sản phẩm. Trên cơ sở đó, đề tài nghiên cứu các vấn đề sau: - Đề ra và đánh giá các ý tưởng phát triển sản phẩm để lựa chọn sản phẩm phù hợp nhất cho người bệnh tiểu đường. - Khảo sát và tìm ra quy trình chế biến bánh yến mạch đạt chất lượng về cảm quan và chất lượng. - Tính toán hàm lượng mangiferin bổ sung thích hợp sử dụng cho người bệnh tiểu đường. ➢ Mục tiêu cần đạt được của đề tài: - Nghiên cứu phát triển ý tưởng sản phẩm mới cho người bệnh tiểu đường - Tạo ra được sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin trong phòng thí nghiệm đạt chất lượng về các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý và vi sinh. ➢ Đối tượng nghiên cứu: bột yến mạch, mangiferin, đường, maltitol. ➢ Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp được thực hiện trong quá trình nghiên cứu bao gồm: phương pháp đánh giá cảm quan, phương pháp điều tra, phương pháp xử lý số liệu. ➢ Nội dung báo cáo: gồm 4 chương - Chương 1: Tổng quan và lựa chọn ý tưởng phát triển sản phẩm - Chương 2: Phát triển ý tưởng và sản phẩm nguyên mẫu - Chương 3: Kết quả và thảo luận - Chương 4: Kết luận và kiến nghị SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 2 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN Ý TƯỞNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM 1.1. Tìm hiểu chung về bệnh tiểu đường 1.1.1. Khái niệm Theo Cục Y tế Dự phòng, bệnh tiểu đường (hay còn gọi là đái tháo đường) được định nghĩa là một bệnh mãn tính và có những đặc điểm: tăng glucose máu, kết hợp với những bất thường về chuyển hóa carbohydrate, lipid và protein, bệnh luôn gắn liền với xu hướng phát triển các bệnh về thận, đáy mắt, thần kinh và tim mạch [4]. Cơ thể chuyển đổi hầu hết carbohydrate có trong thức ăn mà chúng ta ăn thành đường (glucose) và tạo insulin giúp đưa đường vào các tế bào của cơ thể. Tuy nhiên, khi bị bệnh tiểu đường, cơ thể chúng ta không tạo đủ insulin hoặc không thể sử dụng hiệu quả insulin [5]. Do đó làm tăng lượng đường trong máu và nếu kéo dài trong một khoảng thời gian sẽ gây ra những vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe. 1.1.2. Các loại bệnh tiểu đường Bệnh tiểu đường được chia làm 3 loại: tiểu đường type 1, tiểu đường type 2 và tiểu đường thai kỳ. - Ở những người bị bệnh tiểu đường type 1, cơ thể họ không sản sinh ra insulin do phản ứng tự miễn dịch. Có khoảng 5% những người mắc bệnh thuộc nhóm tiểu đường type 1. Những triệu chứng của tiểu đường type 1 phát triển rất nhanh và thường được chuẩn đoán trên trẻ em, trẻ vị thành niên và những người trẻ tuổi. Người bệnh phải bổ sung insulin hằng ngày để sống và hiện nay vẫn chưa có cách nào ngăn chặn loại bệnh tiểu đường này [6]. - Đối với tiểu đường type 2, đây là nhóm bệnh phổ biến nhất, chiếm đến 90-95% số người mắc bệnh tiểu đường trên thế giới [4]. Khi mắc bệnh tiểu đường type 2, cơ thể người bệnh không thể tạo và sử dụng insulin đúng cách [5] do đó không thể giữ lượng đường trong máu ở mức bình thường. Bệnh phát triển qua nhiều năm và mọi người thường không chú ý đến những dấu hiệu khi mắc bệnh. Tuy nhiên, tiểu đường type 2 vẫn có thể ngăn chặn hoặc trì hoãn bằng cách thay đổi lối sống cho phù hợp [7]. - Đối với tiểu đường thai kỳ, bệnh được phát hiện ở người mẹ trong nửa sau của thai kỳ [2]. Bệnh thường biến mất sau khi người mẹ sinh con nhưng đứa trẻ sinh ra sẽ gặp nhiều vấn đề về sức khỏe và có nguy cơ bị bệnh tiểu đường type 2 sau này [7]. Vì đa số những người mắc bệnh tiểu đường thuộc loại tiểu đường type 2 nên những thông tin dưới đây sẽ phục vụ cho nhóm bệnh này. 1.1.3. Những dấu hiệu và biến chứng của bệnh tiểu đường SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 3 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường Có nhiều cách để nhận biết một người có nguy cơ mắc bệnh tiểu đường. Ở những người mắc bệnh tiểu đường thường xuất hiện những biểu hiện sau: đi tiểu thường xuyên, luôn có cảm giác rất khát nước và rất đói, mệt mỏi, khả năng nhìn kém, vết thương lâu lành, bị sụt cân (tiểu đường type 1), bị ngứa, tê hoặc vết thương ở tay/chân (tiểu đường type 2) [8]. Hoặc không có những triệu chứng nêu trên nhưng có biểu hiện của các biến chứng: hay có mụn nhọt, hay tê chân tay, viêm lợi, viêm âm đạo dai dẳng, mờ mắt trước 50 tuổi… Đối với các kết quả xét nghiệm, người mắc bệnh tiểu đường có kết quả đường huyết >7mmol/L [4]. Khi nhận thấy bản thân có những biểu hiện như trên, người bệnh cần đến gặp ngay bác sĩ để có được những biện pháp can thiệp kịp thời. Bệnh tiểu đường đem đến cho người bệnh một cuộc sống phức tạp hơn. Đồng thời còn kéo theo những biến chứng nguy hiểm. Các biến chứng bao gồm hệ thống thần kinh, chủ yếu là bệnh đa dây thần kinh, xuất hiện ở hơn 50% bệnh nhân tiểu đường. Căn bệnh này ảnh hưởng đến những nơ-ron thần kinh và làm mất cảm giác, gây các vết thương ở tay chân. Bệnh nhân tiểu đường còn có nguy cơ bị đột quỵ, những ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống thần kinh trung tâm và những biến chứng về thận [9]. 1.1.4. Tình hình bệnh tiểu đường hiện nay Trên toàn thế giới có 415 triệu người lớn (độ tuổi 20-79) tương đương 1 trong 11 người lớn đang sống với bệnh đái tháo đường trong năm 2015. Dự đoán vào năm 2040, con số này sẽ tăng tới khoảng 642 triệu người. Hay nói cách khác 1 người trong 10 người lớn sẽ có bệnh tiểu đường [10]. Tuy nhiên, gần một nửa số người đang sống với bệnh tiểu đường (độ tuổi 20-79) không được chẩn đoán (46,5%), tỷ lệ này ở khu vực Tây Thái Bình Dương là 52,1% . Nhiều người đang sống với bệnh tiểu đường type 2 trong một thời gian dài mà không nhận biết được tình trạng bệnh của họ. Đến khi được chẩn đoán, thường đã kèm theo các biến chứng của bệnh. Thực hiện lối sống lành mạnh có thể phòng ngừa được 70% bệnh tiểu đường type 2 và ăn uống lành mạnh có thể giúp giảm nguy cơ bệnh tiểu đường. Tại Việt Nam, vào năm 2015 đã có 3,5 triệu người mắc bệnh báo cáo của Hiệp hội tiểu đường thế giới IDF Diabetes Atlas, và con số này được dự báo sẽ tăng lên 6,1 triệu vào năm 2040. Theo kết quả điều tra năm 2015 của Bộ Y tế, 68,9% người tăng đường huyết chưa được phát hiện. Chỉ có 28,9% người bệnh ĐTĐ được quản lý tại cơ sở y tế. Đây thực sự là khoảng trống lớn về sự chênh lệch giữa nhu cầu và cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe [10]. 1.1.5. Những tiêu chí để lựa chọn thực phẩm cho người bệnh tiểu đường Trong việc kiểm soát chỉ số đường huyết, người bệnh cần cân bằng giữa những loại đồ ăn thức uống nạp vào cơ thể, các hoạt động thể dục thể thao và thuốc điều trị (nếu có) [11]. Kiểm soát được lượng carbohydrate trong khẩu phần ăn là yếu tố cực kỳ quan SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 4 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường trọng. Nếu ăn thức ăn chứa nhiều tinh bột thì lượng đường trong máu sẽ tăng cao. Tuy nhiên có nhiều người ngộ nhận chỉ cần không ăn thức ăn có chứa đường, tinh bột thì sẽ không bị tiểu đường. Đây là quan niệm hoàn toàn sai lầm. Nếu cơ thể không được cung cấp đủ lượng đường cần thiết sẽ gây ra chứng giảm đường huyết, dẫn đến một số tình trạng như yếu, run rẩy, ra mồ hôi, nhức đầu, đói [5]. Chính vì vậy, chế độ ăn uống ảnh hưởng rất nhiều đến cuộc sống của người bệnh tiểu đường. Có nhiều tiêu chí để người bệnh lựa chọn loại thực phẩm phù hợp cho bản thân. Theo xu hướng chung hiện nay, người bệnh vẫn ưu tiên chọn những loại thực phẩm nghèo carbohydrate, giàu protein, vitamin, khoáng và xơ. Tuy nhiên vẫn không thể loại bỏ những loại thực phẩm giàu tinh bột khỏi khẩu phần ăn và những thực phẩm giàu carbohydrate cũng không hoàn toàn giống nhau. Chính vì thế những loại thực phẩm này được lựa chọn dựa trên một chỉ số vô cùng quan trọng, đó là chỉ số đường huyết. Chỉ số đường huyết của một loại thực phẩm (hay còn gọi là Glycemic Index /GI) là chỉ số phản ánh tốc độ làm tăng đường huyết nhanh hay chậm sau khi ăn loại thực phẩm đó [12]. Thực phẩm có GI cao là những thực phẩm được chuyển hóa và hấp thụ nhanh chóng, dẫn đến sự biến động rõ rệt về lượng đường trong máu. Ngược lại, thực phẩm có GI thấp tạo ra sự dao động nhỏ hơn (hình 1) [13]. Hình 1.1 Ảnh hưởng của GI đến đường huyết [13] Để khẩu phần ăn của một bệnh nhân tiểu đường được đảm bảo, tải lượng đường huyết (Glycemic Load/GL) của thực phẩm cũng được khuyên dùng để quản lý việc ăn uống. GL thể hiện tổng lượng carbonhydrat của khẩu phần ăn. Trong khi GI chỉ thể hiện được tỉ lệ đường được hấp thụ và không phụ thuộc vào lượng thức ăn thì GL lại tăng dần theo tổng lượng thức ăn được dung nạp. Ví dụ như một lượng thực phẩm A chứa 100g carbohydrate có GI là 50 thì GL sẽ là 50, nhưng nếu ta ăn lượng thức ăn gấp đôi thì GL sẽ là 100. Chính vì vậy, cần kiểm soát cả lượng thức ăn mà chúng ta tiêu thụ chứ không chỉ là loại thực phẩm. Để hỗ trợ cho người bệnh tiểu đường, American Diabetes Association (ADA) đã SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 5 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường đưa ra những nhóm thực phẩm cực kỳ tốt mà người bệnh nên dùng. Đây là những nhóm thực phẩm giàu vitamin, khoáng, chất chống oxy hóa và chất xơ. Bao gồm các loại đậu như đậu tây, đậu cúc, đậu navy và đậu đen; các loại rau có lá màu sẫm như rau chân vịt, cải rổ, cải xoăn; các loại trái cây họ citrus như cam, chanh; khoai lang, cà chua, những loại cá giàu ω-3, quả hạch, sữa, yogurt và các loại ngũ cốc nguyên hạt như yến mạch, đại mạch, diêm mạch [14]. 1.2. Tìm hiểu chung về mangiferin và tác dụng được lý đối với bệnh tiểu đường 1.2.1. Đặc điểm của mangiferin Danh pháp IUPAC: 1,3,6,7-tetrahydroxy-2-[(2~{S},3~{R},4~{R},5~{S},6~{R})-3,4,5-trihydroxy-6(hydroxymethyl)oxan-2-yl]xanthen-9-one Công thức phân tử: C19H18O11 Công thức cấu tạo: Hình 1 Khối lượng phân tử: 422.342 g/mol) [15]. Hơi tan trong hỗn hợp aceton – nước (1 : 1), thực tế không tan trong nước, ethanol 96 % và cloroform [16]. Hình 1.2 Cấu trúc hóa học của mangiferin [17] 1.2.2. Cơ chế tác động của mangiferin đối với người bệnh tiểu đường - Hoạt động chống α –glucosidase và ức chế α-amylase: Carbohydrate là nguồn cung ứng lớn glucose trong cơ thể. Phân tử carbohydrate bị thủy phân thành các oligosaccharide bởi enzyme α-amylase (tụy tạng tiết ra); tiếp theo ở màng ruột non, enzyme α-glucosidase thủy phân oligosaccharide thành glucose và sau đó thẩm thấu vào máu. Do đó, ức chế được 2 enzyme này thì lượng glucose trong máu sẽ giảm, việc điều trị đái tháo đường sẽ dễ dàng hơn [18]. - Làm tăng khối lượng tế bào tuyến tụy, tác động lên kinase protein được hoạt hóa bởi AMP (AMPK, AMP-activated protein kinase) và phosphoryl hóa AMPK: tăng cường khối lượng tế bào β và lượng glucose và insulin hấp thu cùng với sự tăng SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 6 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường phosphoryl hóa protein kinase hoạt hóa AMP (AMPK) trong các tế bào T3-L1. Nó cũng kích hoạt quá trình phosphoryl hóa AMPK protein kích hoạt AMPK của AMPK và kích hoạt dọc theo mục tiêu hạ lưu, acetyl -CoA carboxylase (ACC) trong gan, vùng dưới đồi, cơ và mô mỡ [19]. Ngoài ra, mangiferin còn tác động đến bệnh tiểu đường thông qua một số cơ chế sau: - Cải thiện độ nhạy insulin và làm đảo ngược mức adipokine và mức điều chỉnh lượng lipide - Điều chỉnh các quá trình TGF-β1, các isoform PKC (PKCα, PKCβ VÀ PKCε), MAPK (P38, JNK VÀ ERK1/2) - Làm giảm teo chết tế bào β - Điều chỉnh tăng cylin D1, cylin D2 và Cdk4 (cyclin-dependent kinase 4) - Kích thích tái tạo tế bào beta và biểu hiện của tế bào - Điều chỉnh tăng gen1 của homebox1 ở tuyến tụy và tá tràng (PDX-1), chất chuyển vận glucose transporter 2 (GLUT-2), neurogenin 3 (Ngn3), glucokinase (GCK) và protein Forkhead box O1 (Foxo-1) - Làm tăng biểu hiện Glo-1 mRNA, hoạt động của protein và enzyme, làm giảm RNA và biểu hiện của các thụ cảm trong các sản phẩm glycation (AGEs) và các thụ cảm của sản phẩm glycosylation (RAGE) - Làm giảm nồng độ sorbitol của RBCs và mức malonaldehyde - Ức chế biểu hiện ma trận ngoại bào của tiểu cầu (glomerular extracellular matrix), tích tụ và biến đổi biểu hiện quá mức của yếu tố tăng β1 - Ngăn ngừa xơ hóa tiểu cầu thận (renal glomeruli fibrosis) - Làm giảm biểu hiện Colagen IV ở cơ trơn α và actin - Làm giảm COX-2, NF-κB p65 và biểu hiện của tiểu đơn vị osteoponyin - Làm giảm interleukin-1β [20]. Những tác dụng khác của mangiferin đối với sức khỏe con người: - Chống ung thư: mangiferin cho thấy tác dụng chống thiếu máu và phòng ngừa trong các tế bào ung thư bạch cầu, ung thư phổi, ung thư vú. Mangiferin còn có khả năng gây độc tính kháng nguyên của độc tính thần kinh đối với các dòng tế bào IMR-32 (u nguyên bào thần kinh ở người). - Chống viêm: mangiferin ngăn ngừa các rối loạn viêm (ví dụ như viêm đại tràng) bằng cách điều chỉnh MAPK và NF-κB / IRAK1 thông qua việc ức chế quá trình phosphoryl hóa các con đường truyền tín hiệu. - Bảo vệ tim mạch: mangiferin cải thiện rối loạn chức năng nội mô bằng cách ức chế viêm nội mô tế bào nội mô tế bào nội mô liên quan đến căng thẳng. Mangiferin có SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 7 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường vai trò quan trọng trong việc giảm cholesterol, triglyceride và axit béo tự do (FFA) trong cả huyết thanh và tim. - Stress oxy hóa: Nồng độ các gốc tự do trong cơ thể con người cao có thể gây ra stress oxy hóa. Mangiferin làm giảm việc sản xuất các gốc tự do và cũng ức chế stress oxy hóa liên quan đến stress. Mangiferin cũng ngăn ngừa stress do oxy hóa thông qua nhiều cơ chế, bao gồm phục hồi ty thể Δψ, ức chế hoạt động caspase-3, bảo vệ khỏi apoptosis do glucose cao, làm giảm sự ức chế bài tiết ET-1 và giảm sản xuất NO, và tăng phosphoryl hóa AMPK và hợp chất ức chế AMPK C làm giảm tác dụng có lợi của nó. - Bảo vệ thần kinh: Mangiferin bảo vệ chống lại viêm thần kinh và tổn thương oxy hóa trong não. Nồng độ khác nhau của mangiferin (15, 30 và 60 mg / kg) ngăn ngừa nồng độ huyết tương IL-1β và glucocorticoid (GC) tăng cường, mất cân bằng oxy hóa khử và giảm nồng độ não catalase, tăng các chất trung gian gây viêm chất tái sinh TNF 1, cũng như các enzyme tổng hợp và tăng trong peroxid hóa lipid. Những tác động của tác dụng bảo vệ đã chứng minh việc sử dụng mangiferin có thể là một chiến lược điều trị bệnh lý thần kinh. - Hạn chế tăng mỡ máu: Trong các tế bào SK-N-SH nguyên bào thần kinh ở người, mangiferin làm tăng đáng kể khả năng sống của tế bào, cải thiện tiềm năng màng ty thể và giảm apoptosis gây ra bởi rotenone. Ngoài ra, mangiferin còn làm tăng quá trình oxy hóa glucose, pyruvate và sản xuất ATP mà không ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa axit béo. Hơn nữa, nó đã ngăn chặn sự chuyển đổi pyruvate thành lactate thông qua chuyển hóa yếm khí, nhưng làm tăng quá trình oxy hóa của pyruvate. Tổng mức FFA, trọng lượng cơ thể cuối cùng, nồng độ TG huyết thanh, trọng lượng mỡ nội tạng, trọng lượng gan và tổng số FFA của gan và gan nồng độ TG đều giảm đáng kể khi sử dụng mangiferin [20]. 1.3. Giới thiệu về bánh quy và nguyên liệu yến mạch 1.3.1. Giới thiệu về bánh quy 1.3.1.1. Nguồn gốc và phân loại Từ biscuit (bánh quy) có nguồn gốc từ tiếng Latinh panis biscoctuc, có nghĩa là bánh mỳ nướng 2 lần, được biết đến như là một loại bánh mỳ được là cho thủy quân lục chiến từ thời trung cổ. Lúc đó, bánh quy kém hấp dẫn do chỉ được làm từ bột mỳ và nước. Hiện nay, bánh quy đã trở thành thực phẩm quan trọng. Chúng có thể là đồ ăn nhẹ, trở thành quà tặng sang trọng, … Tất cả đều được làm bằng bột (thường là bột mỳ) và có độ ẩm thấp do đó có thời hạn sử dụng lâu nếu được bảo quản trong điều kiện không khí không có ẩm và oxy [21]. Hiện nay, thuật ngữ biscuit vẫn thường hay bị nhầm lẫn. Biscuit là thuật ngữ được SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 8 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường sử dụng ở Anh và một số quốc gia khác. Nó bao gồm các sản phẩm khác như cracker (một thuật ngữ có nguồn gốc từ Hoa Kỳ cho các sản phẩm mỏng, không ngọt và tạo ra tiếng khi vỡ), cookies ( là tên có nguồn gốc từ Hà Lan, Koekje có nghĩa là một chiếc bánh nhỏ). Từ cookie được sử dụng ở Bắc Mỹ (ở đây, biscuit thường bị nhầm lẫn với những loại bánh nướng nhỏ hoặc muffin). Ở các quốc gia khác, thuật ngữ cookie được sử dụng cho các sản phẩm có hình dạng khá thô, thường là những miếng lớn có nhiều thành phần khác nhau như các loại hạt và chocolate. Do đó người Anh có xu hướng sử dụng thuật ngữ biscuit cho mọi loại và người Mỹ thì không sử dụng từ này cho bất kỳ mặt hàng nào [22]. Hiện nay, bánh quy được xem là có hai loại chính gồm bánh quy xốp (hình 1.4) và bánh quy dai (hình 1.3). Bánh quy xốp khác bánh quy dai ở chỗ nó xốp giòn, còn bánh quy dai thì ít xốp hơn. Công thức của bánh quy xốp yêu cầu nhiều đường, nhiều chất béo hơn bánh quy dai nhưng nhiệt độ nhào và cánh khuấy của máy nhào thì thấp hơn bánh quy dai. Quá trình cán của bánh quy dai yêu cầu nhiều hơn bánh quy xốp. Hình 1.3 Bánh quy dai [23] Hình 1.4 Bánh quy xốp [24] 1.3.1.2. Tình hình sản xuất bánh quy hiện nay Bánh quy trở thành một phần rất quan trọng trong ngành công nghiệp thực phẩm ở SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 9 Nghiên cứu phát triển sản phẩm bánh yến mạch bổ sung mangiferin dành cho người bệnh tiểu đường hầu hết các quốc gia trên thế giới. Điều này có được là nhờ vào 4 yếu tố chính sau: - Thời hạn sử dụng tương đối dài - Tính tiện lợi của sản phẩm - Sự ưa thích của người dùng đối với các sản phẩm ngọt - Giá của sản phẩm phù hợp với khả năng của người tiêu dùng Theo kết quả nghiên cứu của Công ty Khảo sát thị trường quốc tế Business Monitor International (BMI), doanh thu của ngành bánh kẹo Việt Nam trong năm 2018 đạt 40.000 tỷ đồng. Đây là kết quả khá ấn tượng so với doanh thu 26.000 tỷ đồng trong năm 2013 và hơn 27.000 tỷ đồng vào năm 2014. Bánh quy - biscuit là nhóm sản phẩm chiếm 54% tỉ trọng sản lượng ngành bánh kẹo tại Việt Nam, đây là nhóm sản phẩm chính phục vụ nhu cầu biếu tặng tại Việt Nam trong nhiều năm qua. Các công ty bánh kẹo Việt Nam đang ngày càng phát triển và được người tiêu dùng ưu tiên lựa chọn nhiều hơn, trong đó có các công ty lớn như: - Công ty Cổ phần Bánh kẹo Kinh Đô - Công ty Cổ phần Bibica - Công ty Cổ phần Thực Phẩm Hữu Nghị - Công ty Cổ phần Đường Quảng Ngãi - Công ty Cổ Phẩn Đầu tư & Thương mại Tràng An 1.3.2. Giới thiệu về nguyên liệu yến mạch 1.3.2.1. Đặc điểm của cây yến mạch Danh pháp khoa học: Avena sativa Giới: Plantae Bộ: Poales Họ: Poaceae Chi: Avena Loài: A. sativa Hình 1.5 Cây yến mạch [25] SVTH: Lương Thị Bích Thùy GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan 10