Tài liệu Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng từ hợp chất có lưu huỳnh chiết xuất từ súp lơ và cải xanh trồng ở việt nam

  • Số trang: 66 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 197 |
  • Lượt tải: 0
nguyetha

Đã đăng 8490 tài liệu

Mô tả:

LIÊN HIỆP CÁC HỘI KHOA HỌC KỸ THUẬT VIỆT NAM TRUNG TÂM TƯ VẤN ĐẦU TƯ NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN VIỆT NAM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG TỪ HỢP CHẤT CÓ LƯU HUỲNH CHIẾT XUẤT TỪ SUPLƠ VÀ CẢI XANH TRỒNG Ở VIỆT NAM Chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH. LÊ DOÃN DIÊN 7499 27/8/2009 HÀ NỘI – 2009 THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI 1. Tên đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng từ hợp chất có lưu huỳnh chiết xuất từ Súplơ và cải xanh trồng ở Việt Nam” 2. Quản lý đề tài 2.1 Cơ quan chủ quản: LIÊN HIỆP CÁC HỘI KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT VIỆT NAM 2.2 Cơ quan chủ trì: Trung tâm Tư vấn và Đầu tư nghiên cứu Phát triển Nông thôn Việt Nam (INCEDA) 2.3. Tên chủ nhiệm đề tài: GS.TSKH Lê Doãn Diên 2.4. Các cơ quan phối hợp: - Viện nghiên cứu thực phẩm chức năng - Viện Khoa học công nghệ Việt Nam - Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch 3. Địa điểm thực hiện: Trung tâm Tư vấn và Đầu tư nghiên cứu Phát triển Nông thôn Việt Nam và tại các đơn vị phối hợp 4. Quy mô của đề tài: ở Sapa và ở ngoại thành Hà Nội. 5. Kinh phí thực hiện đề tài: 180.000.000 đồng (Một trăm tám mươi triệu đồng) 5. Thời gian thực hiện: 2 năm (tháng 3/2007 đến 3/2009) 6. Mục tiêu của đề tài - Xây dựng được quy trình chiết xuất hợp chất có lưu huỳnh: Sulforaphane và dẫn chất của nó từ các loại rau nghiên cứu - Sản xuất được 1 loại thực phẩm chức năng từ các hoạt chất chiết xuất được. 7. Nội dung của đề tài: 7.1. Nghiên cứu xác định hàm lượng hoạt chất có lưu huỳnh (sulforaphane và dẫn chất của nó) ở 3 thời điểm sinh trưởng và phát triển: Mầm giá, thời kỳ hoa nụ và thời kỳ hoa nở 7.2. Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết xuất hoạt chất có lưu huỳnh (sulforaphane và dẫn chất của nó) từ Suplơ và cải xanh 7.3. Nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến 1 loại thực phẩm chức năng bằng cách phối chế các hoạt chất có lưu huỳnh chiết xuất được từ các loại rau nghiên cứu với bột nghệ vàng giàu curcumin, tumeric và ukon nhằm phục vụ cho nhóm người cao tuổi. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc - --***--- LỜI CẢM ƠN Chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn của mình về sự chỉ đạo sát sao và sự giúp đỡ nhiệt tình về mọi mặt của các đồng chí lãnh đạo của Liên Hiệp Hội, của các đồng chí lãnh đạo và chuyên viên Ban Khoa học và Kinh tế Liên Hiệp Hội, của Phòng tài vụ Liên Hiệp Hội;… trong quá trình thực hiện và hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng từ hợp chất có lưu huỳnh chiết xuất từ suplơ và cải xanh trồng ở Việt Nam”. Chúng tôi cũng xin chân thành cảm ơn các nhà khoa học, các cán bộ Viện Hóa học thuộc Viện KHCN Việt Nam; Viện Dược liệu, Viện Dinh dưỡng (Bộ Y tế); Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, Cục Bảo vệ thực vật (Bộ Nông Nghiệp và PTNN), đã khuyến khích, kết hợp và giúp đỡ tận tình trong suốt thời gian chúng tôi thực hiện đề tài này. Thay mặt Ban chủ nhiệm GS.TSKH Lê Doãn Diên MỤC LỤC NỘI DUNG Trang ĐẶT VẤN ĐỀ 1 PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ TPCN &CÁC LOẠI RAU HỌ CẢI 3 I.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất Thực phẩm chức năng (TPCN) và TPCN từ rau Họ Cải trên thế giới và ở Việt Nam 3 I.1.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất các loại TPCN trên thế giới 3 I.1.2 Tình hình nghiên cứu và sản xuất các loại TPCN ở Việt Nam 6 I.2 Tổng quan về các loại rau họ Cải 8 I.2.1 Thực vật học 8 I.2.2. Thành phần hoạt chất của các loại rau họ Cải 9 I.2.2.1. Hoạt chất có lưu huỳnh và hoạt tính sinh học của chúng 10 I.22.2 Ứng dụng của hoạt chất có lưu huỳnh trong TPCN 14 I.3 Giới thiệu về cây Nghệ vàng (Curcuma longa L) và hoạt chất curcumin trong củ Nghệ 18 I.4 Tổng quan về một số phương pháp chiết xuất hợp chất tự nhiên để ứng dụng trong việc chiết xuất hoạt chất có lưu huỳnh của rau họ Cải 22 PHẦN II: VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 II.1 Nguyên liệu và phương pháp sơ chế 24 II.1.1 Nguyên liệu là mầm giá 24 II.1.2 Nguyên liệu là cây 25 II.2 Nội dung nghiên cứu 25 II.3 Phương pháp nghiên cứu xác định hoạt chất 25 II.3.1 Phương pháp nghiên cứu xác định hoạt chất 25 II.3.2 Phương pháp chiết xuất glycosinolate nhóm sulforaphane và Indol-3carbinol 26 II.3.3 Nghiên cứu quy trình công nghệ chế tạo thực phẩm chức năng Sucur 27 II.3.4 Phương pháp xác định thủy phần 28 II.3.5 Phương pháp xử lý số liệu 28 II.4 Thiết bị & dung môi hóa chất nghiên cứu 29 II.4.1 Thiết bị 29 II.4.2 Dung môi và hóa chất đã được sử dụng 29 PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 III.1 Kết quả nghiên cứu sản xuất mầm giá và chế biến hoa suplơ và cây cải xanh 30 III.1.1 Kết quả nghiên cứu sản xuất mầm giá 30 III.1.2 Kết quả nghiên cứu chế biến hoa suplơ và cây cải xanh 31 III.2 Kết quả nghiên cứu việc xác định hàm lượng glycosinolate ở các thời điểm sinh trưởng khác nhau của suplơ và cải xanh 32 III.2.1 Xác định glycosinolate nhóm sulforaphane 32 III.2.2 Xác định Glycosinolate nhóm Indol-3-carbinol 35 III.3 Kết quả nghiên cứu việc chiết xuất glycosinolate 37 III.3.1 Kết quả khảo sát về các phương pháp chiết xuất 37 III.3.2 Kết quả khảo sát việc sử dụng dung môi chiết xuất 38 III.3.3 Kết quả khảo sát về thời gian chiết xuất 40 III.4 Quy trình chiêt xuất các glycosinolate 41 III.4.1 Quy trình chiêt xuất các glycosinolate nhóm sulforaphane 41 III.4.2 Quy trình chiết xuất Glycosinolate nhóm Indol-3-carbinol 43 III.5 Kết quả các việc nghiên cứu sản xuất TPCN Sucur 45 III.5.1 Quy trình sản xuất TPCN viên nang sucur 45 III.5.2 Tiêu chuẩn sản phẩm TPCN - Viên nang SUCUR (gồm 11 mục) 47 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 51 4.1 Kết luận 51 4.1.1 Đánh giá đối với các nguyên liệu phục vụ nghiên cứu cũng như sản xuất 51 4.1.2 Đề tài đã xây dựng được công nghệ chiết xuất hợp chất có lưu huỳnh từ các loại rau họ Chữ thập, với các kết quả 51 4.1.3 Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm sản phẩm TPCN Sucur 52 4.2 Đề nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 DANH MỤC CÁC CHỮ CÁI VIẾT TẮT TPCN : Thực phẩm chức năng HCSH : Hoạt chất sinh học CNSH : Công nghệ sinh học SGS : sulforaphane I3C : Indol-3-carbinol DIM : Diindolylmethane ICZ : Indolecarbazole HPLC : High-performance liquid chromatography (or High pressure liquid chromatography, Sắc ký lỏng cao áp (sắc ký lỏng hiệu năng cao) SKLM : (Thin Layer Chromatography) Sắc ký lớp mỏng H.P : Helicobacter pylori RES : reticuloendothelial system) - hệ lưới nội mô HDL : (high density lipoprotein) lipoprotein có phân tử lượng cao ĐẶT VẤN ĐỀ Mục tiêu và định hướng của ngành công nghiệp lương thực, thực phẩm (food industry) trong thế kỷ XXI là sự hội nhập (integration) của khoa học công nghệ lương thực, thực phẩm với công nghệ sinh học (biotechnology) và y học nhằm tạo ra các sản phẩm mới có lợi cho sức khoẻ, tiện dụng, có chất lượng cao, an toàn về mặt vệ sinh thực phẩm. Các Thực phẩm chức năng – TPCN (functional foods) là một trong những sản phẩm mới này và chúng đã được phát triển rất nhanh chóng đồng thời đã được thương mại hoá rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là loại thực phẩm chức năng được sản xuất từ các loại rau, quả và nguồn tài nguyên thực vật. Do vậy, việc nghiên cứu và sản xuất TPCN đã đặt ra trước các nhà khoa học của các nước một lĩnh vực mới mẻ đầy triển vọng và hấp dẫn của thế kỷ 21 nhằm khai thác tiềm năng nguồn tài nguyên thiên nhiên nói chung và các sản phẩm nông nghiệp nói riêng. Các sản phẩm này, ngoài giá trị dinh dưỡng thông thường còn có thể phòng chống nguy cơ mắc các loại bệnh tật, đặc biệt là các bệnh hiểm nghèo như ung thư, xơ cứng động mạch, tiểu đường,... Một trong những TPCN được chú ý nghiên cứu đi từ các loại rau thuộc Họ Chữ thập (Hiện nay gọi họ Cải – Brassicaceae) do trong các loại cây này có các hoạt chất lưu huỳnh có các hoạt tính sinh học quý giá, không những phòng chống một số chứng bệnh nguy hiểm mang tính thời đại như ung thư béo phì, Cholesterol cao,… mà còn có hiệu quả đối với chứng bệnh thường gặp cả ở người giàu và người nghèo: chứng bệnh đau dạ dày, tá tràng,… Một trong các hoạt chất quý giá là glucosinolate nhóm sulforaphane và Indol-3carbinol. Việc nghiên cứu các hoạt chất có lưu huỳnh nói trên của các loại rau họ Cải (tên cũ là họ Chữ thập), đặc biệt là suplơ xanh, đã được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới, nhưng cho đến này chúng tôi chưa thấy có công trình nào công bố ở Việt Nam. Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng từ hợp chất có lưu huỳnh chiết xuất từ Súplơ và cải xanh trồng ở Việt Nam” là hoàn tòan cần thiết và đúng hướng. Công trình nghiên cứu này nhằm các mục tiêu sau đây: 1) Xác định hợp chất glucosinolate nhóm sulforaphane và nhóm Indol-3carbinol ở 3 thời điểm sinh trưởng và phát triển: Mầm giá, thời kỳ hoa nụ và thời kỳ hoa nở 2) Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết xuất hoạt chất có lưu huỳnh từ Suplơ và cải xanh 3) Nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến 1 loại thực phẩm chức năng bằng cách phối chế các hoạt chất có lưu huỳnh chiết xuất được từ các loại rau nghiên cứu với bột nghệ vàng giàu curcumin, tumeric và ukon nhằm phục vụ cho nhóm người cao tuổi. Hướng nghiên cứu này của đề tài rất phù hợp với xu thế của thế giới. Đề tài sẽ đóng góp phần khiêm tốn của mình về mặt lý luận cũng như thực tiễn trong lĩnh vực nghiên cứu hợp chất có lưu huỳnh của suplơ và cải xanh trồng ở Việt Nam. Đồng thời việc sử dụng chế phẩm của hợp chất lưu huỳnh thu được nhằm sản xuất một loại thực phẩm chức năng cũng sẽ có một ý nghĩa quan trọng trong việc phục vụ đời sống cộng đồng và tạo thị trường tiêu thụ cho các loại rau họ Cải của nông dân các vùng trồng rau, góp phần nhỏ bé của mình trong việc xóa đói giảm nghèo và cải thiện đời sống nhân dân. Sản phẩm TPCN của đề tài cũng sẽ góp phần trong sự nghiệp chăm sóc sức khoẻ cộng đồng, đặc biệt là trong việc phòng và hỗ trợ điều trị một số bệnh phổ biến như bệnh về tiêu hoá, bệnh về mắt, cao huyết áp, ung thư, v.v.. PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ TPCN &CÁC LOẠI RAU HỌ CẢI I.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất TPCN và TPCN từ rau Họ Cải trên thế giới và ở Việt Nam I.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất các loại TPCN trên thế giới Những năm gần đây, nhờ những thành tựu mới của khoa học công nghệ một số nước đã tạo ra được các loại thực phẩm thuốc hay còn gọi là thực phẩm chức năng (functional food). Các nước Tây Âu gọi đây là dược phẩm dinh dưỡng (nutraceutics) hay thực phẩm bổ sung dinh dưỡng (food supplement), còn Trung Quốc gọi là thực phẩm bổ dưỡng bảo vệ sức khoẻ. Các loại thực phẩm này nằm ở ranh giới giữa thực phẩm và thuốc chữa bệnh. Theo dự báo của các chuyên gia thì “thức ăn của con người trong thế kỷ XXI là thực phẩm chức năng”. Thức ăn không chỉ đảm bảo đủ calo, ngon, an toàn, mà còn phải chứa các hoạt chất sinh học (HCSH) tự nhiên cần cho sức khoẻ và sắc đẹp, không chỉ điều khiển được các hoạt động chức năng của từng bộ phận trong cơ thể, tạo cho con người khả năng miễn dịch cao, chống sự lão hoá, tăng tuổi thọ, mà còn giúp con người phòng chống được một số bệnh, kể cả ung thư. Thị trường thực phẩm chức năng là một trong những thị trường thực phẩm tăng trưởng nhanh nhất, hơn 10% hàng năm. Riêng Mỹ chiếm tới 1/3 thị trường thế giới (khoảng 23 tỷ USD), thị trường Châu Âu đạt khoảng 19 tỷ USD, Châu Á đạt 6 tỷ USD,… Chỉ tính riêng các loại TPCN dùng các chất bổ sung có nguồn gốc từ cây cỏ, rau, quả ở Mỹ đã có giá trị là 3,5 tỷ USD. Các nước phát triển có xu hướng ưa chuộng các thực phẩm chức năng hơn là dùng thuốc, theo quan điểm phòng bệnh hơn chữa bệnh. Chính vì vậy, đa số các tập đoàn sản xuất thuốc đang chuyển sang sản xuất thực phẩm chức năng và tìm được đối tượng tiêu thụ lớn hơn. Các chuyên gia kinh tế đã tính toán rằng, doanh thu hàng năm của các loại thực phẩm chức năng đã vượt con số 100 tỷ USD. Trong các nước láng giềng của Việt Nam thì Trung Quốc là nước có truyền thống sản xuất và sử dụng TPCN đi từ nguồn tài nguyên sẵn có trong nước, đặc biệt là các chất bổ sung có lợi cho sức khỏe từ các loại cây cỏ, rau quả. Vì vậy, TPCN của Trung Quốc rất đa dạng và phong phú không những được sử dụng phổ biến trong nước mà còn xuất khẩu rộng rãi khắp nơi trên thế giới. Chỉ tính đến năm 2002, Trung Quốc đã sản xuất 3418 sản phẩm TPCN có tác dụng đối với 24 chức năng xác định (giảm cholesterol, giảm mỡ trong máu, giảm đường trong máu, giảm huyết áp, tăng sức khỏe, sáng mắt, cải thiện hệ thống tiêu hóa, hệ thống tuần hoàn,… ). Trung Quốc đã xây dựng “Thung lũng thuốc” lớn nhất thế giới để sản xuất dược phẩm và TPCN và đồng thời là nước có nhiều thành công trong việc nâng cấp công nghệ y dược cổ truyền thành công nghệ cao. Tại các nước trong khu vực, việc ứng dụng công nghệ sinh học (CNSH) trong sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng cũng đang được quan tâm như ở Thái lan, Malaysia. Đặc biệt Malaysia đã xây dựng Viện CNSH Dược phẩm nằm trong “Thung lũng sinh học - Bio Valley”. Những thành tựu của công nghệ enzyme - một mũi nhọn của CNSH đã tạo ra nhiều sản phẩm mới. Ngoài việc tạo ra các Peptid ngắn dùng trong TPCN để điều khiển hệ enzyme của cơ thể, như các dipeptid có tác dụng chống tăng huyết áp, tetrapeptid chống thụ thai, heptapeptid ức chế việc hình thành di căn, hexa-decapeptid kích thích sự tăng miễn dịch,... người ta còn nghiên cứu sử dụng enzyme nội sinh như một chất xúc tác để tạo ra các sản phẩm theo ý muốn, như Myrosinase trong rau Họ cải thủy phân các glucosinolate tạo ra các Aglycon: sulforaphane và Indol-3-carbinol, ... Có thể khẳng định rằng, ngày nay các loại thực phẩm chức năng, sẽ góp phần cụ thể hoá một nguyện vọng xa xưa của loài người trên trái đất: Thức ăn của chúng ta sẽ là những vị thuốc giúp chúng ta bảo vệ sức khỏe. Một số sản phẩm TPCN của thế giới trên thị trường Việt Nam Trên thị trường Việt Nam các sản phẩm TPCN rất phong phú và đa dạng, hầu hết nhập từ các nước phát triển như Mỹ, các nước châu Âu, Nhật Bản và Trung Quốc Mỹ (Ultimate Nutrition và Mega-Pro) đã đưa ra thị trường loại thực phẩm “làm đẹp” (cosmetic food). Một số thực phẩm “thông minh” đã xuất hiện có chứa các hoạt chất sinh học cần cho hoạt động của cấu trúc não bộ. Các chế phẩm chống oxy hóa, chống lão hóa khá phong phú (Coenzyme Q10), được bào chế từ các hoạt chất sinh học như selen hữu cơ, carotenoid, các vitamin A, C, E, allicin, zingerol,... và các tiền hormone steroid (từ động vật) vốn có tác dụng khử các gốc tự do, kích hoạt các enzyme kháng oxy hoá trong cơ thể,... có tác dụng rất tốt trong việc chăm sóc vóc dáng và làn da của người. Các nước châu Âu cũng đã giới thiệu một số thực phẩm “thông minh” có chứa các hoạt chất sinh học cần cho hoạt động của cấu trúc não bộ. Ngoài ra còn có dòng thực phẩm tăng cân Massive Whey, giúp cho người sử dụng luôn giữ được cơ thể cân đối và khỏe mạnh. Một số thực phẩm hỗ trợ các chức năng chống viêm nhiễm, chống lão hóa, tăng sức bền (Glutamin, Coenzyme Q10, Creatine Monohydrate) cũng đã xuất hiện. Các sản phẩm này giúp người sử dụng có một cơ thể mạnh khỏe, cân bằng, luôn ở trạng thái hưng phấn, sẵn sàng với công việc và lúc nào cũng thể hiện sự tươi trẻ. Có một số loại thực phẩm chức năng khác như TPCN hỗ trợ giảm mỡ, tăng cường hormone sinh dục (Died Ripped, Ultimate Burner, Ultra ripped, Tribulus...) cũng đã có mặt trên thị trường thế giới và đã được giới thiệu tại thị trường Việt Nam. Nhật Bản (Công ty Sakyo) đã đưa ra thị trường loại thực phẩm “làm đẹp”, thức ăn mỹ phẩm (cosmetic food) và nhiều sản phẩm kỳ diệu khác như: Đồ uống có ga cho người có quá nhiều axit và huyết áp cao; chế phẩm từ vây cá mập làm tăng khả năng miễn dịch cho cơ thể; chế phẩm từ thịt rùa có khả năng chống tai biến mạch máu não. Trung Quốc có các sản phẩm TPCN nhiều nhất ở Việt Nam như: Hải văn huyết nguyên (chế biến từ con ốc vằn); Tinh hoa khẩu phục dịch (dung dịch uống từ hoạt chất có cấu trúc phân tử 1-6 fructose diphosphate); Dung dịch cường lực sĩ (thuốc bổ thận); Viên nang ngự lộc tinh (từ máu hươu + giao cổ lan + phục linh); chế phẩm Khang Thai (sản phẩm hợp tác Mỹ Trung Quốc dùng cho vận động viên), vv... Ngoài ra còn xuất hiện một số loại thực phẩm chức năng của Hàn Quốc như Ribozinc, Stimol, Belaf,... cung cấp cho cơ thể các nguồn bổ sung vitamin, khoáng chất. Trên thị trường Việt Nam, các loại TPCN chế tạo từ rau Họ cải của nước ngoài hầu như chưa thấy xuất hiện, mặc dù các nhà nghiên cứu của trường Đại học Hopkins (Mỹ) đã sản xuất chế phẩm Sulforaphane cung cấp cho thị trường nhằm nâng cao thị lực của mắt, phòng chống đau và ung thư dạ dày. Một số sản phẩm kem xoa có chứa sulforaphane chống tia cực tím, phòng chống ung thư da. Nam Tư (cũ) đã đăng ký thương phẩm dịch chiết sulforaphane và sulforaphane trong mật ong hỗ trợ phòng chống ung thư. Hiện nay, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu thành công quy trình công nghệ bảo tồn và chiết xuất các hoạt chất quý báu nói trên. Bên cạnh đó, có nhiều Công ty trên thế giới đã sản xuất và thương mại hóa rất nhiều chế phẩm chứa hai hoạt chất sulforaphane và Indol-3-carbinol dạng viên nén, viên nang mềm, viên nang cứng rất thuận tiện cho người dùng. Nguồn nguyên liệu sản xuất sulforaphane chủ yếu từ Broccoli và “siêu Broccoli”. Một ví dụ điển hình là ở Châu Âu và Mỹ rất thịnh hành viên Broccoli Sprouts Standardized. I.1.2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất các loại TPCN ở Việt Nam. Ở Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu tạo ra các thực phẩm chức năng với phương châm “kết hợp công nghệ cổ truyền mang bản sắc dân tộc với công nghệ hiện đại” đang là hướng nghiên cứu rất lý thú và có lợi thế, bởi thế hầu hết các Công ty Dược phẩm đều có sản xuất TPCN . Từ việc sử dụng bột cóc làm thuốc chống bệnh còi xương cho trẻ em, việc sử dụng côn trùng và các động vật rừng với mục đích làm chất bồi bổ sức khỏe và làm thuốc chữa bệnh, đến việc sử dụng nhiều loại sản phẩm biển có giá trị dinh dưỡng cao, dược liệu quý có tác dụng “hồi xuân cường lực, cải lão hoàn đồng” ví dụ như “nhất yến sào, nhì bào ngư”, món ăn “Bát trân” gồm 8 loại hải sản quý phục vụ các bữa yến tiệc trong cung đình khi xưa, vv... đều là những kinh nghiệm quý báu mà tổ tiên cha ông ta đã đúc rút được từ bao đời nay. Gần đây, một số thực phẩm chức năng do Việt Nam sản xuất trên cơ sở ứng dụng CNSH nhằm nâng cấp công nghệ cổ truyền đã được đưa ra thị trường phục vụ nội tiêu và xuất khẩu. Có thể nêu lên các công trình nghiên cứu của GS.TSKH Nguyễn Tài Lương để làm ví dụ minh họa, một số chế phẩm như viên nang Hải sâm (từ hải sâm), Rabiton và Rabitam (từ rắn biển), Hagaton (từ hải long, cầu gai). Hay như Pantocrin từ nhung hươu sao Việt Nam, rượu Tam xà, rượu Tắc kè, rượu Hải sâm, vv..., trong đó, rượu bổ Tam xà (kích thích hệ tiêu hoá, hệ tuần hoàn, bổ dương, trị thấp khớp) đã được sản xuất bằng công nghệ enzyme có chất lượng cao. Đó là các chế phẩm nhuận gan, lợi mật, tạo máu, dưỡng não, sáng mắt, tăng cường sinh lực. Những năm gần đây, một số sản phẩm từ tài nguyên sinh vật rừng và biển cũng đã được sản xuất dưới dạng viên nang, viên nén, dung dịch uống, ... Viên rong biển cho người tiểu đường, huyết áp, tim mạch được sản xuất trên dây chuyền hiện đại tại nhiều xí nghiệp dược phẩm trong nước cũng đã được triển khai. Khó mà thống kê hết các sản phẩm TPCN do trong nước sản xuất. Loại TPCN từ các loại rau họ Cải chưa thấy dạng thương phẩm nào do trong nước sản xuất, tất cả chỉ được các phương tiện báo chí và trên mạng giới thiệu các loại rau mầm, trong đó có rau họ Cải. Việt Nam có rất nhiều loại rau xanh, là thực phẩm không thể thiếu của bữa ăn hàng ngày của người Việt. Đứng đầu về chủng loại và sản lượng rau xanh của Việt Nam là các loại rau thuộc họ Cải (Brascaceae). Cũng như các loại rau xanh khác, rau họ Cải được sử dụng rộng rãi và thường xuyên của mọi tầng lớp nhân dân như là một thực phẩm thông thường nhằm bổ sung các chất dinh dưỡng khác ngoài các chất dinh dưỡng cơ bản: hydrat cacbon, protein, lipid,… Ở Việt Nam, chưa có nhiều công trình nghiên cứu một cách hệ thống về các hoạt chất sinh học quý báu của các loại rau xanh nói chung, của các rau họ Cải nói riêng, cho nên chưa khai thác được các tiềm năng có giá trị sử dụng và giá trị kinh tế cao của rau, đặc biệt là một vài loại rau họ Cải. I.2. Tổng quan về các loại rau họ Cải I.2.1 Thực vật học Họ Cải (Brassicaceae), còn gọi là họ Thập tự (Cruciferaceae), là một họ thực vật có hoa. Họ này chứa một số loài có tầm quan trọng về mặt kinh tế, cung cấp nhiều loại rau về mùa đông trên khắp thế giới. Các loại cây trồng trong họ này gần như đều có chứa chữ cải trong tên gọi. Chúng bao gồm cải bắp, cải bông xanh, súp lơ, cải brussels, cải xoăn (tất cả đều là các giống cây trồng từ một loài là Brassica oleraceae), cải làn, cải củ Thụy Điển, cải xoăn nước mặn, cải củ, cải thìa và su hào. Các thành viên khác được biết đến nhiều của họ Brassicaceae còn có cải dầu (gồm cải dầu Canola và các loại khác), mù tạc, cải ngựa, cải canh, mù tạc Nhật và cải xoong. Thành viên được nghiên cứu nhiều và kỹ nhất của họ Cải là sinh vật mẫu Arabidopsis thaliana. Họ này trước đây được gọi là Cruciferae ("thập tự"), do bốn nhánh trên hoa của chúng trông tương tự như hình thập tự. Nhiều nhà thực vật học vẫn còn gọi các thành viên của họ này là các loài "hoa thập tự". Theo điều 18.5 của ICBN (Quy tắc St Louis) thì Cruciferae được coi là tên gọi hợp lệ và vì thế nó là tên gọi khác của họ Cải được chấp nhận. Tên gọi Brassicaceae có nguồn gốc từ chi điển hình của họ là chi Brassica. Quan hệ gần gũi giữa họ Brassicaceae và họ Bạch hoa (Capparaceae), một phần là do các thành viên trong cả hai nhóm này đều sản sinh ra các hợp chất glucosinolate (dầu cải). Công trình nghiên cứu gần đây (Hall và cộng sự., 2002) cho rằng Capparaceae theo định nghĩa truyền thống là cận ngành trong tương quan với họ Brassicaceae, với chi Cleome và một số chi họ hàng khác là có quan hệ họ hàng gần gũi với họ Brassicaceae hơn là so với các chi còn lại trong họ Capparaceae. Hệ thống APG II vì thế đã hợp cả hai họ này thành một họ lớn dưới tên gọi Brassicaceae. Các hệ thống phân loại khác vẫn tiếp tục công nhận họ Capparaceae nhưng với định nghĩa chặt chẽ hơn, hoặc là đưa cả chi Cleome và các họ hàng gần của nó vào trong họ Brassicaceae hoặc là công nhận chúng như một họ riêng dưới tên gọi Cleomaceae. Trên website của APG, truy cập ngày 7 tháng 5 năm 2007 thì APG tách chúng thành 3 họ riêng biệt. Họ này bao gồm các loài cây thân thảo với chu kỳ sống là một, hai năm hay lâu năm. Các thành viên trong họ chủ yếu có các lá mọc so le (ít khi mọc đối). Phần lớn các loài có hợp chất glucosinolate có mùi hăng đặc trưng vốn thường gắn liền với các loại rau cải. Tầm quan trọng của họ Cải trong việc cung cấp rau cho con người đã dẫn tới việc tạo giống chọn lọc trong suốt chiều dài lịch sử của loài người. Brassica oleraceae, một loài cây hoang dại ở khu vực Địa Trung Hải và châu Âu ven Đại Tây Dương, là tổ tiên của cải bắp, cải brussels, cải bông xanh, su hào, súp lơ, cải xoăn và gần đây nhất là súp lơ bông xanh, một loại cây lai ghép giữa cải bông xanh và súp lơ I.2.2. Thành phần hoạt chất của các loại rau họ Cải Rau họ cải có nhiều loại hoạt chất khác nhau: giàu các loại vitamin, các khoáng chất và dầu béo, acid erucic, … Trong khuôn khổ đề tài, đối tượng được nghiên cứu là nhóm hoạt chất có lưu huỳnh, nhóm hoạt chất có các tác dụng sinh học quý báu. I.2.2.1. Hoạt chất có lưu huỳnh và hoạt tính sinh học của chúng Các glucosinolate đều thuộc các chất đặc hiệu có mặt trong các loại rau họ Cải. Các loại rau cải như Cải hoa xanh (Broccoli), Cải bắp (Cabbage), Cải súp lơ (Cauliflower), mầm cải Brussel (Brussels sprouts) và Cải boc choi (bok choi) đã được báo chí, các phương tiện truyền thông cho là một nguồn thực phẩm phòng ung thư tốt. Ngày nay, người ta đã biết khoảng 90 glucosinolate, các chất này đều là acid S- β – (D – 1 - glucopyranosyl) alkylthio – oxime – O – sulphate. Khi thủy phân nhờ enzyme dưới tác dụng của myrosinase có trong các loại rau họ Chữ thập đã xảy ra sự phân giải theo các giai đoạn sau: bắt đầu muối của acid sulfuric sẽ được giải phóng, sau đó glucose và aglycone sẽ được hình thành. Tùy theo pH của môi trường, tùy theo cấu tạo của các gốc aglycone, các sản phẩm phân giải khác nhau có thể được hình thành. Khi thủy phân bằng enzyme, các sản phẩm phân giải này chủ yếu là isothiocyanate, thiocyanate và nitril. Cả 2 loại isothiocyanate và thiocyanate đều là những hợp chất rất quan trọng trong vấn đề diệt khuẩn. Quan trọng nhất là glucosinolate nhóm sulforaphane và indol-3-carbinol a. Glucosinolate nhóm sulforaphane: Glucosinolate nhóm này là loại glycoside có phần aglycone có cấu trúc (R)-1-isothiocyanto-4-methylsulfonyl – R. R: Buten. đó là sulforaphene R: Butan, đó là sulforaphane – aglycone của glucoraphanine. glucoraphanine (-)-(R)-sulforaphane Glucoraphanine còn gọi là sulforaphane glucosinolate có ở hầu hết trong các loại rau họ Cải, nhiều nhất ở cây súp lơ xanh, nhưng hàm lượng rất thấp và biến động rất lớn, khoảng 10 - 50 lần tùy theo thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây [2, 11]. Điển hình như cây Broccoli olivera Italia (Súp lơ xanh của Ý) hàm lượng sulforaphane ở mầm (≈1,5%) gấp 20 - 50 lần so với cây trưởng thành lúc thu hoạch (≈ 0,04 – 0,17 %). Các glucosinolate nói chung, glucoraphanine rất nhạy cảm đối với tác động của môi trường, đóng gói và bảo quản ở công đoạn sau thu hoạch [27]. Súp lơ xanh bảo quản ở nhiệt độ thường, sau 3 - 4 ngày, và dưới tác dụng của nhiệt độ cao (đun sôi, xào, nấu chín…), các hoạt chất glucosinolate bị phá hủy gần hết. [14, 25, 27] Bản thân glucoraphanine đã có hoạt tính sinh học, phần aglycone của nó (sulforaphane và indol-3-carbinol), có mức độ hoạt tính cao hơn. Sulforaphane và indol-3-carbinol có tác dụng kháng oxy hóa gián tiếp, chúng không trực tiếp trung hòa các chất ôxy hóa trong cơ thể như peroxid, lipid peroxid, các gốc tự do... mà bảo vệ, kích thích các enzyme có chức năng trung hòa, đào thải các độc chất, các chất ô xy hóa, các gốc tự do như oxidase quinone NADPH, enzyme oxy hóa khử (E.C.1.6.99.2) và enzyme dẫn truyền glutathione (E.C.2.5.1.18). Đồng thời chúng lại kìm hãm các enzyme tạo ra các chất có hại đối với cơ thể như: xanthin – oxidase, điều đó làm cho hoạt tính chống oxi hóa kéo dài và liên tục. Đây là một phạm vi hoạt động rộng, khép kín, loại trừ nhiều gốc tự do. Nó như một đội quân kháng ôxy hóa, sẵn sàng trung hòa gốc tự do cả một thời gian dài, và tiếp tục có hiệu quả trong cơ thể, ít nhất là một ngày, thậm chí ngay cả sau khi không còn trong cơ thể. Tác dụng của glucoraphanine là kéo dài việc kích thích enzyme pha 2 kháng ôxy hóa đóng vai trò quan trọng ở trạng thái tự nhiên của cơ thể, giải độc những chất gây bệnh ung thư trước khi chúng có thể làm hư hại các tế bào. [20, 22, 23] Năm 1992, các nhà khoa học ở Trường Đại học Johne Hopkins đã phát hiện giá trị phòng chống nhiều loại ung thư của các loại rau họ Cải nói trên do các hợp chất glucosinolate, đặc biệt là sulforaphane và Indol-3-carbinol mang lại như ung thư tuyến tiền liệt, và ngăn chặn sự tăng trưởng những tế bào ung thư ruột kết, ung thư da. [15, 30] Trên hệ tim mạch sulforaphane có tác dụng giảm chứng tăng huyết áp và sự viêm tấy trong hệ tim mạch. TS. Juurlink, trường đại học Saskatchewan, Canada đã cho biết "mặc dầu cần nhiều nghiên cứu hơn để hoàn toàn thiết lập mối liên hệ giữa SGS và cải thiện sức khỏe cho trái tim, nhưng những nghiên cứu ban đầu cho kết quả rất đáng khích lệ”. Thực nghiệm trên chuột khi cho chúng ăn thức ăn giàu glucoraphanine – đã thể hiện cơ chế tăng cường việc kháng ôxy hóa của mô tế bào, giảm bớt viêm và cải thiện bệnh tim, giảm viêm cơ tim, động mạch và thận. Các nghiên cứu của Trường đại học Y khoa Johne Hopkins còn chỉ ra rằng, cho chuột ăn mầm bông cải xanh sẽ phòng ngừa được việc tăng huyết áp, bệnh tim và đột quỵ. Đối với đường tiêu hóa, sulforaphane có tác dụng làm sạch hóa chất độc ở ống tiêu hóa, có tác dụng chống vi khuẩn HP, phòng chống viêm loét dạ dày và ung thư dạ dày. Theo các nhà nghiên cứu ở Trường đại học Y khoa Johne Hopkins, mầm cây cải hoa và cải hoa chứa hoạt chất sulforaphane, chất này tiêu diệt Helicobacter pylori (HP), vi khuẩn gây ra việc loét dạ dày và phần lớn các loại ung thư dạ dày. Các nghiên cứu trước đây của một số tác giả khác cũng đã cho thấy, sulforaphane ngăn ngừa việc tiến triển của khối u và tiêu diệt vi khuẩn gây loét và ung thư dạ dày. [1, 12, 14, 17] Sulforaphane còn có tác dụng phòng chống tác động của tia cực tím, bảo vệ da chống tác động của các tia bức xạ, phòng chống thoái hóa hoàng điểm của người cao tuổi và hỗ trợ phòng chống một số bệnh ung thư [13, 16, 20, 26, 34]. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện sulforaphane, bảo vệ được mắt khỏi bị tổn thương do tia tử ngoại. Tế bào võng mạc mắt cực kỳ nhạy cảm đối với tổn thương do các chất oxy hóa gây ra, nhất là những chất do ánh sáng tạo thành. Mặc dù, nhiều quá trình ở mắt giúp mắt giảm tổn thương, song mắt thường mất dần khả năng này khi về già. Đây là nguyên nhân đầu tiên và chủ yếu của chứng bệnh thoái hóa hoàng điểm tuổi già dẫn đến mù lòa. Để chống lại tổn thương này, một chiến lược lâu dài tuy đơn giản nhưng rất quan trọng là dành chỗ cho sulforaphane. b. Glucosinolate nhóm Indol – 3 - carbinol. Glucobrassicine Quan trọng nhất trong nhóm này là Glucobrassicine có mặt ở một số rau họ Cải như: cải hoa xanh, cải bắp, súp lơ, mầm cải Brussel và cải boc choi. Dưới tác dụng của enzyme hay của acid, glucobrassicine bị thủy phân tạo thành đường glucose và Indol-3carbinol và Diindolylmethane - sản phẩm Dimer hóa của Indol - 3carbinol. Khoảng hơn thập niên gần đây cũng như sulforaphane, nhóm hoạt chất này được báo chí, các phương tiện truyền thông cho là một nguồn thực phẩm phòng ung thư tốt. Đã có nhiều nghiên cứu về tác dụng của các loại thực phẩm được bổ sung các hoạt chất kể trên trong việc hỗ trợ ngăn ngừa ung thư. Glucobrassicine và sản phẩm thủy phân của nó có tác dụng kháng ôxy hóa theo cơ chế gián tiếp tương tự glucosinolate nhóm sulforaphane. Được quan tâm nhiều hơn về tác dụng hỗ trợ phòng chống chứng bệnh ung thư có yếu tố do hormone.[5, 8] khởi đầu bằng việc nghiên cứu chứng minh rằng cả Cải hoa xanh và Diindolylmethane tinh khiết hoặc I3C [31, 32] đều ngăn ngừa được ung thư vú do hóa chất trên động vật thí nghiệm. Việc mở rộng sử dụng chúng cho phụ nữ trong dinh dưỡng dự phòng (preventive nutrition) đã đem lại kết quả tốt, chúng có tác dụng giảm nguy cơ ung thư vú [33] và làm giảm đến tiêu biến loạn sản cổ tử cung giai đoạn cuối [6]. Các chất tự nhiên này ngày càng có mặt nhiều hơn trong các sản phẩm bổ sung thực phẩm theo hướng tác dụng giúp chuyển hóa Estrogen tốt hơn, rất tốt đối với phụ nữ tiền mãn kinh.
- Xem thêm -