Tài liệu Nghiên cứu xử lý phụ phẩm mỡ cá của quá trình chế biến surimi tạo chế phẩm giàu epa và dha

ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XỬ LÝ PHỤ PHẨM MỠ CÁ CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN SURIMI TẠO CHẾ PHẨM GIÀU EPA VÀ DHA Người hướng dẫn: TS. Trần Quốc Toàn Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bằng Giang Lớp: 17-01 Hà Nội, 2021 LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu xử lý phụ phẩm mỡ cá của quá trình chế biến surimi tạo chế phẩm giàu EPA và DHA” được thực hiện tại Viện Hóa học các Hợp chất Thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Để hoàn thành khoá luận tốt nghiệp này, trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc tới TS.Trần Quốc Toàn - Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đã tạo điều kiện về trang thiết bị, phòng thí nghiệm, tài liệu nghiên cứu và có những đóng góp quý báu trong quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Em xin chân thành cảm ơn các các anh chị công tác tại phòng Hóa Sinh Hữu cơ - Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã quan tâm, nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho em được thực tập và thực hiện khóa luận tại đây. Em xin chân thành cảm ơn đến toàn thể các thầy cô giáo trong Khoa Công Nghệ Sinh Học, Đại học Mở Hà Nội đã tạo điều kiện giúp em học tập và thực tập tại phòng Hóa Sinh Hữu cơ - Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Cuối cùng, em xin bày tỏ lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè đã quan tâm chia sẻ những khó khăn và động viên em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Trong quá trình nghiên cứu đề tài, mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng, xong không thể tránh được những sai sót, nên em rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô cũng như các bạn trong lĩnh vực nghiên cứu. Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1.1. Surimi ....................................................................................................... 3 1.2. Chế biến surimi của cá trích và cá lồng ................................................ 3 1.2.1. Cá trích .............................................................................................. 3 1.2.2. Cá lồng .............................................................................................. 4 1.2.3. Chế biến surimi từ cá trích và cá lồng .............................................. 5 1.3. Tổng quan về Omega-3 và phân loại ..................................................... 6 1.3.1. Tổng quan vê Omega-3 ..................................................................... 6 1.3.2. Tìm hiểu chung về EPA và DHA ....................................................... 8 1.4. Tác dụng sinh vật lý của EPA và DHA ............................................... 10 1.4.1. Tác dụng bảo vệ tim mạch............................................................... 10 1.4.2. Tác dụng đối với bệnh tăng huyết áp, ung thư và tiểu đường......... 10 1.4.3. Tác dụng đối với phụ nữ mang thai ................................................ 12 1.4.4. Tác dụng đối với trẻ nhỏ ................................................................. 13 1.4.5. Tác dụng đối với người lớn tuổi ........................................................ 13 1.5. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam và trên thế giới ............................ 14 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .................................................. 14 1.5.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ................................................... 16 1.6. Mục tiêu nghiên cứu và nội dung ........................................................ 19 1.6.1. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................ 19 1.6.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................... 19 PHẦN II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 21 2.1. Vật liệu và thiết bị .................................................................................. 21 2.1.1. Nguyên vật liệu................................................................................... 21 2.1.2. Hóa chất, thiết bị, dụng cụ ................................................................. 21 2.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 21 2.3. Quá trình thực nghiệm ......................................................................... 23 2.3.1. Phương pháp thu nhận và xử lý mẫu .............................................. 23 2.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chiết tách dầu Hufas ................ 23 2.3.3. Khảo sát etyl hóa dầu Hufas bằng phương pháp sử dụng sóng siêu âm ......................................................................................................... 26 2.3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tinh sạch dầu Hufas .. 28 2.4. Phương pháp chiết dầu Hufas............................................................. 29 2.5. Tách chiết và thu nhận được EPA và DHA ........................................ 30 PHẦN III: KẾT QUẢ ................................................................................... 32 3. Kết quả khảo sát đơn yếu tố các thông số kỹ thuật của phản ứng ....... 32 3.1. Kết quả ảnh hưởng đến quá trình chiết dầu Hufas ............................ 32 3.1.1. Kết quả lựa chọn dung môi ảnh hưởng đến hiệu suất dầu Hufas ..... 32 3.1.2. Xác định tỷ lệ dung môi/nguyên liệu chiết ảnh hưởng đến hiệu suất dầu Hufas 33 3.1.3. Xác định thời gian chiết ảnh hưởng đến hiệu suất dầu Hufas .......... 34 3.1.4. Xác định nhiệt độ chiết ảnh hưởng đến hiệu suất dầu Hufas ............ 35 3.1.5. Xác định công suất máy siêu âm ảnh hưởng tới hiệu suất dầu Hufas ......................................................................................................... 36 3.1.6. Xác định số lần chiết ảnh hưởng tới hiệu suất dầu Hufas ................. 38 3.2. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình etyl hóa dầu Hufas ............................................................................................................... 39 3.2.1. Kết quả khảo sát xúc tác đồng thể KOH ............................................ 39 3.2.2. Kết quả khảo sát xúc tác dị thể KOH/γ-Al2O3 ................................... 42 3.3. Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tinh sạch dầu Hufas ............................................................................................................... 45 3.3.1. Kết quả yếu tố tỷ lệ tới quá trình tinh sạch dầu Hufas ...................... 45 3.3.2. Kết quả yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng tới quá trình tinh sạch dầu Hufas ......................................................................................................... 46 3.3.3. Kết quả yếu tố thời gian ảnh hưởng tới quá trình tinh sạch dầu Hufas ......................................................................................................... 47 3.4. Xác định loại dung môi và các thông số chiết xuất, etyl hóa và tinh sạch dầu Hufas............................................................................................... 49 3.4.1. Lựa chọn dung môi ............................................................................ 49 3.4.2. Các thông số chiết xuất. etyl hóa và tinh sạch .................................. 49 3.5. Thiết lập quy trình tách chiết dầu Hufas thô từ cá trích và cá lồng . 50 3.5.1. Thiết lập quy trình chiết tách ............................................................. 50 3.5.2. Thực nghiệm ....................................................................................... 51 3.5.3. Kết quả ............................................................................................... 51 3.6. Tách chiết và thu nhận được EPA và DHA ......................................... 52 3.6.1. Quy trình thu nhận ............................................................................. 52 3.6.2. Thực nghiệm ....................................................................................... 54 PHẦN IV. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ...................................................... 59 4.1. Kết luận ................................................................................................... 59 4.2. Đóng góp về mặt kinh tế-xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài ........................................................ 59 4.3. Khả năng phát triển đề tài .................................................................... 59 4.4. Đề xuất..................................................................................................... 59 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cá trích ......................................................................................... 4 Hình 1.2 Cá trắm cỏ .................................................................................... 5 Hình 1.3 Cá Basa ........................................................................................ 5 Hình 1.4 Công thức hóa học của EPA (Eicosapentaenoic Acid) ............... 8 Hình 1.5 Công thức hóa học của DHA (Docosahexaenoic Acid) .............. 9 Hình 1.8 Dầu cá omega 3 của Mỹ............................................................. 15 Hình 1.9 Dầu cá omega-3 của Úc ............................................................. 16 Hình 1.10 Dầu cá Blackmores .................................................................. 16 Hình 1.11 Dầu cá Omega 3 Vinh Gia ....................................................... 18 Hình 1.12 Dầu cá Omega 369 EUCARE .................................................. 18 Hình 1.14 Lives Omega 3,6,7,9 ................................................................ 19 Hình 3.1 Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất dầu Hufas ................... 32 Hình 3.2 Ảnh hưởng của dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất dầu Hufas 34 Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất dầu Hufas .................... 35 Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất dầu Hufas ..................... 36 Hình 3.5 Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hiệu suất dầu Hufas...... 37 Hình 3.6 Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hiệu suất dầu Hufas...... 38 Hình 3.7 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất dầu Hufas ......................................................................................................... 39 Hình 3.8 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất dầu Hufas .... 40 Hình 3.9 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất dầu Hufas .... 41 Hình 3.10 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất dầu Hufas ......................................................................................................... 42 Hình 3.11 Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất dầu Hufas .. 43 Hình 3.12 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất dầu Hufas .. 44 Hình 3.13 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/vật liệu hấp phụ .................. 46 Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình tinh sạch dầu Hufas ..... 47 Hình 3.15 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình tinh sạch dầu Hufas .... 48 Hình 3.16 Sơ đồ chiết dầu Hufas thô từ cá trích và cá lồng ..................... 50 Hình 3.17 Sơ đồ quy trình phân lập dầu cá chứa đồng thời EPA và DHA .......................................................................................................... 53 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá trích và cá lồng thành phẩm (tính trên 100 g thành phẩm ăn được) ......................................................... 6 Bảng 2.1. Danh mục hóa chất, thiết bị và dụng cụ ................................... 21 Bảng 2.2. Ưu nhược điểm của các phương pháp tách chiết ..................... 22 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất dầu Hufas ................. 32 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất dầu Hufas ......................................................................................................... 33 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất dầu Hufas .................. 34 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất dầu Hufas .................... 35 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của công suất siêu âm đến hiệu suất dầu Hufas .... 37 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của số lần chiết đến hiệu suất dầu Hufas .............. 38 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất dầu Hufas ......................................................................................................... 39 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất dầu Hufas ... 40 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất dầu Hufas .. 41 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi/nguyên liệu đến hiệu suất dầu Hufas ......................................................................................................... 42 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của hàm lượng xúc tác đến hiệu suất dầu Hufas . 43 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất dầu Hufas 44 Bảng 3.13. Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/vật liệu hấp phụ................. 45 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình tinh sạch dầu Hufas .... 46 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình tinh sạch dầu Hufas .. 48 Bảng 3.16. Các thông số trong quá trình chiết dầu Hufas ........................ 49 Bảng 3.17. Các thông số trong quá trình etyl hóa dầu Hufas ................... 49 Bảng 3.18. Các thông số trong quá trình tinh sạch dầu Hufas.................. 50 MỞ ĐẦU Nước ta có vị trí địa lý rất đặc biệt, với tổng chiều dài bờ biển hơn 3260km, dọc theo đó là các ngư trường có khả năng khai thác quanh năm, hơn nữa với trên một triệu ha nuôi trồng, ngành thủy sản là một lợi thế của biển Việt Nam. Theo Viện Kinh tế và Quy hoạch thủy sản, ngành thủy sản Việt Nam ngày càng khẳng định vị trí quan trọng trong nghề cá thế giới. Năm 2019 GDP thủy sản theo giá thực tế đạt 205.252 tỉ đồng chiếm 3,4% GDP toàn quốc và chiếm 24,4% GDP toàn ngành nông nghiệp, tăng trưởng 6,3% so với năm 2018. Với những kết quả đã đạt được, Việt Nam đã vươn lên vị trí thứ 5 về xuất khẩu, đứng thứ 3 về sản lượng nuôi trồng thủy sản (sau Trung Quốc và Ấn Độ) và đứng thứ 13 về sản lượng khai thác hải sản trên toàn thế giới. Với bờ biển dài hơn 305 km, sản lượng hải sản khai thác hàng năm trên dưới 250.000 tấn, Bà Rịa -Vũng Tàu là một trong những trung tâm chế biến thủy hải sản lớn của cả nước. Nhờ đó Bà Rịa -Vũng Tàu được xem là một nơi có nguồn nguyên liệu về cá trích và cá lồng phong phú nhất, qua đó thúc đẩy phát triển các sản phẩm có chứa hàm lượng dinh dưỡng cao phục vụ cho đời sống con người. Ngày nay, khi đời sống vật chất ngày một cải thiện thì yêu cầu của xã hội đối với sức khỏe của từng cá nhân càng lúc càng cao. Và các vấn đề về dinh dưỡng luôn được ưu tiên lên hàng đầu, người ta luôn tìm đến những thực phẩm có chứa các hàm lượng dinh dưỡng cao như protein, lipid, chất khoáng để bổ sung vào cơ thể. Trong lĩnh vực dinh dưỡng, chúng ta đã nghiên cứu và chứng minh cá là một món ăn có chứa nhiều protein, chất khoáng quan trọng và các loại vitamin, đặc biệt nhiều vitamin A và D trong gan cá và một số vitamin nhóm B. 1 Hơn thế nữa, cá có giá trị dinh dưỡng cao vì thành phần dinh dưỡng chứa nhiều chất đạm, nhiều DHA và EPA, ít cholesterol [5], trong đó có cá trích và cá lồng. Lượng protein trong cá trích và cá lồng vào khoảng 19,8% đến 28%, tương đối cao so với các loài cá nước ngọt khác (khoảng từ 16-17% tùy loại cá). Các protein của cá dễ tiêu hóa và hấp thu hơn thịt. Quan trọng hơn nữa là thành phần các protein trong cá trích và cá lồng vừa có chứa đầy đủ các acid amin cần thiết cho cơ thể lại vừa có tỷ lệ các acid amin thiết yếu (EAA) rất cân bằng và phù hợp với nhu cầu EAA của con người. Về chất béo, hàm lượng chất béo trong cá trích và các lồng ít hơn so với thịt nhưng chất lượng mỡ cá lại tốt hơn. Các acid béo không no có hoạt tính cao chiếm từ 50-70% trong tổng số các lipit gồm: oleic, linoleic, arachidonic, klupanodoic … Các acid béo này là chất quan trọng hỗ trợ cho nhiều cơ quan trong cơ thể như hệ thần kinh, hệ tuần hoàn. Nhiều nghiên cứu khoa học đã phát hiện rằng trong chất béo chưa bão hòa của cá tra, basa có chứa nhiều acid béo Omega-3 (DHA và EPA). Đây là các acid béo quan trọng mà cơ thể chúng ta không thể tự tổng hợp được nên bắt buộc phải được cung cấp từ thức ăn. Với những ưu điểm và lợi ích to lớn từ nguồn cá trích và cá lồng cũng như giải quyết một số cấp thiết của cuộc sống như trên, vì vậy em được giao thực hiện đề tài “Nghiên cứu xử lý phụ phẩm mỡ cá của quá trình chế biến surimi tạo chế phẩm giàu EPA và DHA” nhằm tạo ra các chế phẩm sinh học có hoạt tính cao nhằm nâng cao sức khỏe của con người. 2 PHẦN I: TỔNG QUAN 1.1. Surimi Surimi (nghĩa là "thịt xay" trong tiếng Nhật) là một loại thực phẩm truyền thống có nguồn gốc từ cá của các nước châu Á như Nhật Bản, Hàn Quốc. Cá nguyên liệu được tiến hành rửa, phi lê, xay nhỏ, băm nhuyễn và phối trộn các nguyên liệu phụ, định hình, xử lý nhiệt sẽ cho sản phẩm được gọi là surimi. Surimi là thịt cá được tách xương, rửa sạch, nghiền nhỏ, không có mùi vị và màu sắc đặc trưng, có độ kết dính vững chắc, là một chế phẩm bán thành phẩm, là một nền protein, được sử dụng rộng rãi làm nhiều sản phẩm gốc thủy sản khác. Tuỳ theo loại cá dùng làm Surimi khác nhau và dạng Surimi mong muốn mà Surimi có thành phần dinh dưỡng khác nhau. Theo Bảng thành phần dinh dưỡng trong thực phẩm (Food Nutrient Database 16-1) của Bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ (USDA), Surimi từ cá chứa khoảng 76% Nước, 15% Protein, 6,85% Carbohydrat, 0,9% Chất béo và 0,03% Cholesterol. Surimi có hàm lượng Protein cao, Lipid thấp, không có Cholesterol và Glucid, dễ hấp thụ vào cơ thể. Protein của Surimi có khả năng trộn lẫn với các loại Protit khác, nâng cao chất lượng của các loại thịt khi trộn lẫn với thịt bò, thịt heo, hay thịt gà… 1.2. Chế biến surimi của cá trích và cá lồng 1.2.1. Cá trích Cá trích (danh pháp khoa học: Sardinella) là một chi cá biển thuộc chi cá xương, họ Cá trích (Clupeidae). 3 Hình 1.1 Cá trích Cá trích là loại cá ít tanh, ăn rất lành, thịt trắng, ít mỡ ăn rất béo và là một trong các loại cá dễ đánh bắt nhất. Cá trích là cá nhiều dầu và trong dầu cá có chứa rất nhiều Omega-3 thường được biết tới là dạng axit béo sản xuất ra DHA, một chất thiết yếu đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của não bộ, tăng cường sức khỏe não bộ. Omega-3 giúp điều chỉnh huyết áp. Omega-3 đem lại những bảo vệ tích cực đối với các bệnh nhân tim mạch. Cá trích là nguồn cung cấp dầu cá dồi dào, đặc biệt là giàu lượng axit béo Omega-3. Ngoài ra cá trích còn cung cấp vitamin D rất tốt cho cơ thể. Cá trích phân bố ở vùng biển miền Trung Việt nam từ Quảng Nam trở vào Lagi (Hàm Tân – Bình Thuận) và Long Hải, Phước Hải của Bà Rịa Vũng Tàu. 1.2.2. Cá lồng Với cá lồng, người ta sử dụng nhiều loại cá khác nhau, điển hình là cá trắm, cá mòi và cá basa. Ba loại cá được nuôi rộng rãi tại Bà Rịa-Vũng Tàu. Cũng như được biết đến với hàm lượng Omega-3 cao. Cá trắm cỏ (danh pháp hai phần: Ctenopharyngodon idella) là một loài cá thuộc họ Cá chép (Cyprinidae), loài duy nhất của chi Ctenopharyngodon. 4 Hình 1.2 Cá trắm cỏ Theo các chuyên gia, cá trắm có chứa nhiều chất dinh dưỡng tốt cho sức khỏe không những thế cá trắm còn được đánh giá là một loại thức ăn bổ dưỡng, ngon, quý, đặc biệt là với phụ nữ khi mang thai. Cá ba sa (tên khoa học Pangasius bocourti) còn có tên gọi là cá giáo, cá sát bụng, là loại cá da trơn trong họ Pangasiidae có giá trị kinh tế cao, được nuôi tập trung tại nhiều nước trên thế giới. Hình 1.3 Cá Basa Cá Basa là loại cá trắng, chứa nhiều các chất dinh dưỡng quan trọng cho cơ thể đặc biệt chúng có thể cung cấp nguồn protein chất lượng cao và chất béo lành mạnh (ví dụ nhưn axit béo omega-3). 1.2.3. Chế biến surimi từ cá trích và cá lồng Với surimi được chuẩn bị từ thịt cá đã được phi lê sẵn sẽ cho ra các sản phẩm có chất lượng ổn định hơn. Tuy nhiên, trong quá trình chuẩn bị thịt phi 5 lê, hiệu suất thu hồi thịt sẽ giảm do một phần thịt còn dính lại ở các phần xương. Việc sử dụng thịt cá còn nguyên xương sẽ làm cho sản phẩm surimi có chất lượng kém hơn. Vậy nên cá tươi phải được đem đi cắt đầu, bỏ nội tạng, rửa sạch. Bởi vì trong quá trình ép lấy thịt cá dịch lỏng trong các tế bào thần kinh, tủy và các thành phần còn sót lại trên xương như lá lách, thận, ruột, dạ dày…rất giàu enzym gây biến tính protein, mặc dù quá trình rửa có thể loại các enzym này nhưng không triệt để. Nhưng hiệu suất thu hồi thịt trong trường hợp này cao hơn. Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của cá trích và cá lồng thành phẩm (tính trên 100 g thành phẩm ăn được) Đại lượng Cá trích Cá basa Tổng năng lượng cung cấp (kcal) 489 170 Tổng lượng chất béo (g) 34,6 7,02 1,7 5,00 44,5 22,5 Chất béo chưa bão hòa (có EPA và DHA) (g) Protein (g) 1.3. Tổng quan về Omega-3 và phân loại 1.3.1. Tổng quan vê Omega-3 Acid béo Omega−3, cũng được gọi là acid béo w−3 hoặc acid béo n3, là một acid béo không bão hòa nhiều nối đôi (PUFAs). Các acid béo có hai đầu, một đầu là acid cacboxylic (-COOH), được coi là đầu mạch (chuỗi), nên được gọi là "alpha", và đầu methyl (-CH3), được coi là "đuôi" mạch (chuỗi), do đó gọi là "omega". Một trong những cách mà một axit được đặt tên là được xác định bởi vị trí của liên kết đôi đầu tiên, được tính từ đuôi, đó là, omega (ω-) hoặc n-end. Như vậy, trong acid béo omega-3, liên kết đôi đầu tiên nằm giữa nguyên tử cacbon thứ ba và thứ tư tính từ đuôi. Tuy nhiên, hệ thống danh pháp hóa học tiêu chuẩn (IUPAC) bắt đầu từ đầu carboxyl [2]. 6 Ba loại acid béo omega-3 liên quan đến sinh lý học của con người là acid α-linolenic (ALA), được tìm thấy trong dầu thực vật, Docosapentaenoic Acide (DPA) được tìm thấy trong sữa mẹ, eicosapentaenoic acid (EPA) và docosahexaenoic acid (DHA), cả hai thường được tìm thấy trong các loại dầu sinh vật biển. Nguồn acid béo omega-3 động vật EPA và DHA bao gồm cá, trứng gà, dầu cá, mực và nhuyễn thể [3]. Các nguồn omega-3 PUFAs tự nhiên quan trọng nhất là từ biển sinh vật (cá, hải sản, tảo…), từ thực vật phù du biển, nhà sản xuất chính của omega-3 trong chuỗi dinh dưỡng[13]. Trong những năm qua, rất nhiều nghiên cứu đã được báo cáo về lipid. Họ kết luận rằng PUFA trong dầu biển thường được tìm thấy dưới dạng chất béo trung tính, mặc dù chúng có thể tạo thành các loại khác của chất béo dưới dạng sáp este hoặc photpholipit. Ngoài ra, các nghiên cứu về sự phân bố vị trí của các axit béo trong chất béo trung tính của một số loại dầu cá đã chỉ ra rằng hầu hết PUFA được liên kết với vị trí sn-2 của xương sống glycerol[13]. Omega 3 quan trọng cho từ thai nhi cho tới người cao tuổi, cũng như nhu cầu là thường xuyên hàng ngày. Omega 3 được khuyên dùng hàng ngày và lâu dài cho trẻ em, phụ nữ mang thai, phụ nữ cho con bú, cho người dùng với nhu cầu làm đẹp da hoặc người cao tuổi và không mắc các bệnh mãn tính về tim mạch. Trong cơ thể, EPA được chuyển hóa thành các hợp chất sinh học như prostaglandin, leucotrien có tác dụng hỗ trợ hệ tim mạch. DHA đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường hoạt động trí não, điều hoà các đáp ứng miễn dịch và viêm thần kinh. Acid Docosahexanoic (DHA) và acid Eicosapentaenoic (EPA) là các acid béo đa nối đôi thuộc họ acid béo omega-3, rất cần thiết cho cơ thể con người. Trong cơ thể EPA được xem là acid béo thiết yếu sẽ chuyển hoá thành các chất sinh học quan trọng như prostaglandin, leucotrien. Còn DHA là thành phần quan trọng của phospholipit màng tế bào, đặc biệt là não 7 bộ, võng mạc. Thành phần của não là chất béo và DHA chiếm khoảng 1/4 lượng chất béo này. Chúng cần thiết cho sự phát triển hoàn thiện chức năng nhìn của mắt và sự phát triển hoàn hảo của hệ thần kinh, não bộ. Nhiều công trình nghiên cứu chứng tỏ DHA làm giảm lượng triglycerid máu, giảm loạn nhịp tim, làm giảm tỷ lệ bệnh động mạch vành, giảm chứng nhồi máu cơ tim. Thiếu hụt DHA dẫn tới suy giảm trí nhớ, rối loạn chức năng của hệ thần kinh và mắt, rối loạn hệ miễn dịch, gây bệnh Crohn, viêm ruột kết, viêm khớp, sa sút trí tuệ… 1.3.2. Tìm hiểu chung về EPA và DHA + EPA (Eicosapentaenoic acid) là một axit béo omega-3. Trong sinh vật lý, nó được đặt tên 20:5. Nó cũng có tên khác là axit timnodonic. Về cấu trúc hóa học, EPA là một acid cacboxyl có 20 chuỗi cacbon và 5 liên kết đôi cis [4]. Công thức phân tử: C20H30O2 Trọng lượng phân tử: 302.451 g/mol Điểm nóng chảy: -540C Hình 1.4 Công thức hóa học của EPA (Eicosapentaenoic Acid) Chất EPA (Eicosapentaenoic Acid) có nhiều trong acid béo chưa bão hòa của cá và có tác dụng phòng chống bệnh xơ vữa động mạch và nhồi máu cơ tim. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tác dụng chủ yếu của EPA là giúp tạo Prostagladin trong máu có tác dụng ức chế sự đông vón tiểu cầu, giảm và phòng ngừa hình thành huyết khối, đồng thời có thể giảm bớt lượng Cholesetrol, Triglyceride trong máu, giảm độ nhớt dính của máu, giữ cho tuần hoàn được thông thoáng. Có thể thấy được rằng EPA rất quan trọng cho người cao tuổi cũng như người đang trong độ tuổi lao động. Ngày này, các nhà khoa học đã 8 cho biết thêm hàm lượng Cholesterol trong cá trích, cá lồng cực kỳ thấp, chỉ chiếm khoảng 0,04% thành phần thịt trên 100g cá thành phẩm [4]. + DHA (Docosahexaenoic Acid), một acid béo không no chuỗi dài thuộc nhóm Omega-3. Trong tài liệu sinh lý học, nó được đặt tên là 22:6-3n. Nó có thể được tổng hợp từ axit alpha-linolenic hoặc thu được trực tiếp từ sữa mẹ (sữa mẹ), dầu cá hoặc dầu tảo[4]. Công thức phân tử: C22H32O2 Trọng lượng phân tử: 328.488 g/mol Điểm nóng chảy: -440C DHA chiếm tới ¼ lượng chất béo trong não, chiếm tỷ lệ rất cao trong chất xám của não và võng mạc, nằm trong thành phần cấu trúc của màng tế bào thần kinh. DHA tạo ra độ nhạy của các nơ-ron thần kinh, tăng sự đàn hồi của tế bào não, màng tế bào thần kinh, giúp dẫn truyền thông tin nhanh và chính xác. DHA cần thiết cho việc hình thành các nơ-ron thần kinh, vận chuyển Glucose. Ngoài ra DHA còn cần thiết cho sự phát triển hoàn thiện chức năng nhìn của mắt, sự phát triển hoàn hảo của hệ thần kinh, 93% tế bào võng mạc có thành phần DHA [4]. Hình 1.5 Công thức hóa học của DHA (Docosahexaenoic Acid) DHA còn có tác dụng bảo vệ tim mạch do làm giảm Cholesterol và Triglycerid trong máu. Nên DHA giữ vai trò quan trọng trong quá trình sinh 9 trưởng của tế bào não và hệ thần kinh, có ảnh hưởng tới năng lực của não. DHA được xem là chất không thể thiếu trong giai đoạn trẻ em đang phát triển, thanh niên hoặc những người lao động trí óc thường xuyên [4]. Nếu cơ thể thiếu DHA, não bộ sẽ trì trệ, trí nhớ suy giảm, kém thông minh. 1.4. Tác dụng sinh vật lý của EPA và DHA 1.4.1. Tác dụng bảo vệ tim mạch Vai trò của axit béo n-3 bao gồm EPA và DHA trong việc làm giảm các bệnh tim mạch đã được chứng minh trong hàng trăm thí nghiệm in vivo và in vitro ngoài một số thử nghiệm lâm sàng. Mặc dù chất béo bão hòa và cholesterol là những chất gây bệnh mạch vành bệnh tim (CHDs), axit béo n-3 đặc biệt là EPA và DHA từ thực phẩm biển có tác dụng bảo vệ và ngăn ngừa tử vong do các bệnh tim mạch vành bằng nhiều cơ chế. Cả EPA và DHA đều làm giảm huyết áp và ngăn ngừa sự phát triển của bệnh tăng huyết áp, một trong những yếu tố quan trọng dẫn đến các bệnh lý tim mạch như xơ vữa động mạch hoặc đột quỵ [1][4][6]. EPA và DHA và các chất chuyển hóa của chúng có các chức năng sinh học quan trọng, bao gồm tác động lên màng, chuyển hóa eicosanoid và phiên mã gen. Các nghiên cứu chỉ ra rằng việc sử dụng dầu cá có liên quan đến việc giảm nguy cơ bệnh tim mạch vành.. Chúng bao gồm ngăn ngừa loạn nhịp tim cũng như giảm nhịp tim và huyết áp, giảm kết tập tiểu cầu, và giảm mức chất béo trung tính. Sau đó được thực hiện bằng cách giảm sản xuất chất béo trung tính ở gan và tăng độ thanh lọc của triglycerid huyết tương. Trọng tâm của chúng là xem xét các cơ chế tiềm năng mà các axit béo này làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch [11]. 1.4.2. Tác dụng đối với bệnh tăng huyết áp, ung thư và tiểu đường Một số nghiên cứu liên quan đến cả người và động vật bị tăng huyết áp đã cho thấy tầm quan trọng của axit béo n-3 chuỗi dài, chủ yếu là EPA và DHA, 10 trong việc làm giảm huyết áp. Trong một thí nghiệm liên quan đến người bị tăng huyết áp. và bệnh tiểu đường, người ta nhận thấy rằng nồng độ DHA cao hơn trong màng tiểu cầu trong máu dẫn đến huyết áp tâm trương thấp hơn đáng kể và sự thay đổi nhịp tim cao hơn so với nhóm đối chứng, nhóm có nồng độ DHA thấp trong màng tiểu cầu. EPA và DHA khác nhau về ảnh hưởng của chúng đối với huyết áp như quan sát của Mori và cộng sự trong một nghiên cứu liên quan đến các đối tượng mù đôi, ngẫu nhiên, đối chứng với giả dược. Theo nghiên cứu này, DHA có ảnh hưởng rất đáng kể đến nhịp tim và huyết áp, trong khi EPA không có ảnh hưởng đáng kể đến huyết áp hoặc nhịp tim. Nó đã được chứng minh trong một nghiên cứu với chuột rằng sự thiếu hụt n-3 PUFA trong giai đoạn chu sinh dẫn đến tăng huyết áp sau này trong cuộc sống. Nghiên cứu này ngụ ý rằng việc hấp thụ đầy đủ axit béo n3 bao gồm DHA ở giai đoạn đầu của cuộc đời. có thể ngăn ngừa tăng huyết áp trong cuộc sống sau này ở người [1][4][7]. So với huyết áp, căn nguyên của ung thư phức tạp và có nhiều yếu tố ngoài việc không chắc chắn. Tuy nhiên, mối quan hệ tích cực mạnh mẽ giữa lượng chất béo trong chế độ ăn uống và / hoặc chất béo trong cơ thể và biểu hiện của bệnh ung thư đã được xác định rõ ràng. Axit eicosapentaenoic (EPA) là một axit béo omega-3 tự nhiên được tìm thấy trong FO và một số sản phẩm biển và đã được chứng minh là có đặc tính chống nhiễm độc gen, chống oxy hóa và chống viêm thông qua việc ức chế sản xuất IL-6, giảm sự điều hòa cấp tính đáp ứng giai đoạn và giảm nồng độ trong huyết thanh của protein phản ứng C (CRP) trong các loại ung thư [12]. DHA và EPA ức chế cyclocoxygenase, do đó làm giảm lượng prostaglandin và tăng hoạt tính lipoxygenase. Điều này lần lượt dẫn đến sản xuất cao hơn axit hydroxyeicosatrienoic (HETE) và leukotriene B4 (LTB4), được đề xuất để làm chậm quá trình tế bào ung thư vượt qua mô. DHA và EPA hỗ trợ trong việc ngăn ngừa sự phát triển của ung thư. Tuy nhiên, trên một mô hình động vật thực nghiệm, DHA được phát hiện 11 có hiệu quả hơn EPA trong việc ức chế yếu tố phiên mã protein hoạt hóa 1 (AP1), có liên quan đến sự phát triển của ung thư. Suy giảm sản xuất glucose và các chức năng sau này dẫn đến rối loạn glucose quá trình trao đổi chất đặc trưng cho bệnh tiểu đường loại II tại chỗ ở người lớn. EPA được phát hiện có hiệu quả tăng khả năng thanh thải glucose của hồng cầu ở những bệnh nhân tiểu đường loại II được sử dụng EPA [1][4]. Người ta suy đoán rằng sự kết hợp EPA vào màng tế bào hồng cầucó thể thay đổi đặc điểm cấu trúc hoặc hình thái của tế bào để cho phép sự xâm nhập glucose nhiều hơn và chuyển hóa tiếp theo. Nhìn chung, những thử nghiệm này cho thấy rằng EPA và DHA đóng một vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh sự trao đổi chất của tế bào, đặc biệt là trong tế bào màng [1][4]. 1.4.3. Tác dụng đối với phụ nữ mang thai Các loại axit béo và lượng của chúng có trong chế độ ăn của phụ nữ mang thai và đang cho con bú cũng như chế độ ăn của trẻ có liên hệ với các chỉ số sức khỏe quan trọng, bao gồm: tuổi thai, cân nặng khi sinh, sự phát triển hệ thần kinh, chức năng miễn dịch và sức khỏe tâm thần của bà mẹ [8] Một chế độ ăn lành mạnh gồm một lượng vừa đủ và cân bằng thích hợp axit béo omega 3. Các can thiệp nhằm cải thiện lượng axit béo trong cơ thể phụ nữ mang thai và đang cho con bú cần đảm bảo lượng chất béo cung cấp cho cơ thể là vừa đủ, đồng thời tăng cường tiêu thụ các thực phẩm có hàm lượng axit béo omega-3 cao. Những can thiệp này kết hợp với thực hành nuôi con bằng sữa mẹ tối ưu, và cho trẻ ăn thức ăn bổ sung có hàm lượng axit béo và chất béo thích hợp có thể cải thiện lượng axit béo trong cơ thể trẻ nhỏ [8]. Cá và các loại hải sản khác chứa axit béo không bão hòa đa chuỗi dài omega-3 (PUFA), là những chất dinh dưỡng thiết yếu. Các axit béo omega-3 có hoạt tính sinh học nhất là axit eicosapentaenoic (EPA) và axit docosahexaenoic (DHA). Cả hai đều đã được chứng minh là có nhiều tác dụng có lợi, bao gồm cải thiện sự phát triển của trẻ nhỏ khi mẹ ăn vào trong thời kỳ 12 mang thai [9]. Sự phát triển não bộ của thai nhi tăng nhanh trong nửa sau của thai kỳ và tốc độ tăng trưởng duy trì ở mức cao trong năm đầu đời với sự phát triển tiếp tục cho các giai đoạn tiếp theo vài năm[8][10]. Có khả năng là trong thời kỳ mang thai, nhu cầu omega-3 tăng hơn bình thường và để hỗ trợ sự phát triển của thai nhi, đặc biệt là não và mắt. Các nghiên cứu trên động vật đã chứng minh rằng việc thiếu hụt axit béo omega-3 trong thời kỳ mang thai có liên quan đến sự thiếu hụt về thị giác và hành vi mà không thể đảo ngược bằng cách bổ sung sau khi sinh [10]. 1.4.4. Tác dụng đối với trẻ nhỏ DHA cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển chức năng của não ở trẻ sơ sinh. DHA cũng cần thiết để duy trì chức năng não bình thường ở người lớn.Việc bổ sung lượng DHA dồi dào trong chế độ ăn uống giúp cải thiện khả năng học tập, ngược lại sự thiếu hụt DHA có liên quan đến sự thiếu hụt trong học tập. DHA được não hấp thụ trong ưu tiên các axit béo khác. Sự luân chuyển của DHA trong não rất nhanh, nhiều hơn thường được nhận ra. Thị lực của trẻ khỏe mạnh, đủ tháng, bú sữa công thức được tăng lên khi công thức của chúng bao gồm DHA. Trong 50 năm qua, nhiều trẻ sơ sinh đã được cho ăn chế độ ăn công thức thiếu DHA và các axit béo omega-3 khác. Thiếu hụt DHA có liên quan mắc hội chứng nghiện rượu ở thai nhi, rối loạn tăng động giảm chú ý, xơ nang, phenylketon niệu, trầm cảm đơn cực, thù địch tích cực, và loạn dưỡng tuyến phụ[1][4]. 1.4.5. Tác dụng đối với người lớn tuổi Suy giảm DHA trong não có liên quan đến sự suy giảm nhận thức trong quá trình lão hóa và khởi phát bệnh Alzheimer. Nguyên nhân tử vong hàng đầu ở các quốc gia phương Tây là bệnh tim mạch. Các nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra mối tương quan chặt chẽ giữa tiêu thụ cá và giảm đột tử do nhồi máu cơ tim. Giảm là khoảng 50% với 200 mg DHA ban ngày từ cá. DHA là thành phần hoạt động ở cá. Dầu cá không chỉ làm giảm chất béo trung tính trong máu và 13