1 Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên Sinh học Tiên tiến, Đại học Quốc gia Kyungpook, Daegu 41566, Hàn Quốc; 92kishanmail.net 2 Trường Lãnh đạo Toàn cầu, Đại học Toàn cầu Handong, Pohang 37554, GyeongsangbukDo, Hàn Quốc 3 Nodaji Co., Ltd., Pohang 37927, GyeongsangbukDo, Hàn Quốc 4 Khoa Khoa học Sinh học, Đại học SungKyunKwan, Suwon 16419, GyunggiDo, Hàn Quốc 5 Viện Khoa học và Công nghệ Y tế Tiên tiến Samsung (SAIHST), Đại học Sungkyunkwan, Seoul 06351, Hàn Quốc Thư điện tử: chowonhandong.edu (C.WH); yangws91naver.com (W.SY); chkimbioskku.edu (C.HK) Tóm tắt: Yến mạch (Avena sativa L.) rất giàu protein, chất xơ, canxi, vitamin (B, C, E và K), axit amin và chất chống oxy hóa (betacaroten, polyphenol, chất diệp lục và flavonoid). βglucan và avenanthramides cải thiện hệ thống miễn dịch, loại bỏ các chất có hại ra khỏi cơ thể, giảm cholesterol trong máu và giúp giảm cân bằng chế độ ăn kiêng bằng cách tăng cường cấu hình lipid và phân hủy chất béo trong cơ thể. βglucan điều hòa tiết insulin, ngăn ngừa bệnh tiểu đường. Progladin cũng làm giảm mức cholesterol, ngăn chặn sự tích tụ chất béo trung tính, giảm lượng đường trong máu, ức chế viêm và cải thiện sức khỏe của da. Saponin dựa trên avanacosidase và các chất chức năng của flavone glycoside cải thiện chức năng miễn dịch, kiểm soát viêm và ngăn ngừa sự xâm nhập của da. Hơn nữa, lignin và phytoestrogen ngăn ngừa ung thư liên quan đến hormone và cải thiện chất lượng cuộc sống của phụ nữ mãn kinh. Yến mạch nảy mầm rất giàu saponarin có tác dụng giải độc gan. Các tài liệu đã được xem xét và các khái niệm và triển vọng gần đây đã được tóm tắt bằng các số liệu và bảng biểu. Đánh giá này thảo luận về các xu hướng gần đây trong nghiên cứu về chức năng của yến mạch hơn là giá trị dinh dưỡng của chúng với khả năng miễn dịch cá nhân đối với việc tự dùng thuốc. Yến mạch và các thành phần hoạt tính của nó đã được xem xét lại cho sự triển vọng và phát triển trong tương lai của các nguồn chức năng và sức khỏe của con người.
Trang 1C.-W.;Yang, W.-S.; Kim, C.-H Đa
phân tử chống oxy hóa và hoạt tính
sinh học của yến mạch (Avena
sativa L.) đối với sức khỏe con
người Chất chống oxi hóa 2021,
Ghi chú của Nhà xuất bản: MDPI
giữ thái độ trung lập đối với các
khiếu nại về quyền tài phán trong
các bản đồ đã xuất bản và các liên
kết thể chế.
Bản quyền: © 2021 thuộc về tác
giả Người được cấp phép MDPI,
Basel, Thụy Sĩ Bài viết này là một
1 Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên Sinh học Tiên tiến, Đại học Quốc giaKyungpook, Daegu 41566, Hàn Quốc; 92kis@hanmail.net
2 Trường Lãnh đạo Toàn cầu, Đại học Toàn cầu Handong, Pohang 37554,Gyeongsangbuk-Do, Hàn Quốc
3 Nodaji Co., Ltd., Pohang 37927, Gyeongsangbuk-Do, Hàn Quốc
4 Khoa Khoa học Sinh học, Đại học SungKyunKwan, Suwon 16419,
Tóm tắt: Yến mạch (Avena sativa L.) rất giàu protein, chất xơ, canxi, vitamin (B,
C, E và K), axit amin và chất chống oxy hóa (beta-caroten, polyphenol, chất diệplục và flavonoid) β-glucan và avenanthramides cải thiện hệ thống miễn dịch, loại
bỏ các chất có hại ra khỏi cơ thể, giảm cholesterol trong máu và giúp giảm cânbằng chế độ ăn kiêng bằng cách tăng cường cấu hình lipid và phân hủy chất béotrong cơ thể β-glucan điều hòa tiết insulin, ngăn ngừa bệnh tiểu đường Progladincũng làm giảm mức cholesterol, ngăn chặn sự tích tụ chất béo trung tính, giảmlượng đường trong máu, ức chế viêm và cải thiện sức khỏe của da Saponin dựatrên avanacosidase và các chất chức năng của flavone glycoside cải thiện chứcnăng miễn dịch, kiểm soát viêm và ngăn ngừa sự xâm nhập của da Hơn nữa,lignin và phytoestrogen ngăn ngừa ung thư liên quan đến hormone và cải thiệnchất lượng cuộc sống của phụ nữ mãn kinh Yến mạch nảy mầm rất giàusaponarin có tác dụng giải độc gan Các tài liệu đã được xem xét và các khái niệm
và triển vọng gần đây đã được tóm tắt bằng các số liệu và bảng biểu Đánh giánày thảo luận về các xu hướng gần đây trong nghiên cứu về chức năng của yếnmạch hơn là giá trị dinh dưỡng của chúng với khả năng miễn dịch cá nhân đối vớiviệc tự dùng thuốc Yến mạch và các thành phần hoạt tính của nó đã được xemxét lại cho sự triển vọng và phát triển trong tương lai của các nguồn chức năng vàsức khỏe của con người
Từ khóa: yến mạch; Avena sativa L.; β-glucan; avenanthramide; chức năng; lợi
ích sức khỏe
1 Giới thiệu
Cái gọi là “siêu thực phẩm" là những sản phẩm thực phẩm giúp tăng cườngkhả năng miễn dịch của cơ thể thông qua hàm lượng chất dinh dưỡng và chấtchống oxy hóa phong phú Ví dụ điển hình về siêu thực phẩm bao gồm cà chua,rau bina, bông cải xanh, cá hồi, tỏi và quả việt quất [1] Gần đây, sự quan tâm đếnthực phẩm gọi là “ngũ cốc chức năng”, cũng giàu chất dinh dưỡng và chất chống
Chất chống oxy hóa
Trang 2bài báo truy cập mở được phân
phối theo các điều khoản và điều
kiện của giấy phép Creative
Commons Attribution (CC BY)
(https://creativecommons.org/
licenses/by/ 4.0/).
oxy hóa, đã tăng lên, đặc biệt là ở Hoa Kỳ, Châu Âu và Nhật Bản [2] Những loạingũ cốc chức năng này bao gồm yến mạch, quinoa, đậu lăng, đậu xanh, rau dền,hạt chia, gạo hoang và hạt lanh Mặc dù có sự khác biệt về mức độ dinh dưỡnggiữa mỗi loại ngũ cốc, nhưng những loại ngũ cốc này rất giàu protein, vitamin,khoáng chất và chất xơ so với gạo (gạo trắng), lúa mạch và lúa mì được tiêu thụthông thường Ngũ cốc chức năng giúp dân số hiện đại hấp thụ nguồn dinh dưỡngdồi dào, thoát cảnh “nghèo giữa cảnh thừa thãi” do cuộc sống bận rộn, ăn uốngkhông điều độ, thường xuyên ăn nhà hàng mang đi [3-8]
Yến mạch (Avena sativa L.) là cây thân thảo trồng hai năm một lần thuộc họHòa thảo (Poaceae) Chúng là một trong những cây trồng đại diện phát triển trongđiều kiện thời tiết mát mẻ và ẩm ướt [9] Yến mạch có hình dạng tương tự như lúamạch và có nhiều loại khác nhau, bao gồm yến mạch đen, đỏ, vàng và trắng.Chúng là loại ngũ cốc được sản xuất nhiều thứ sáu trên toàn thế giới, sau lúa mì,ngô, gạo, lúa mạch và lúa miến [10, 11] Theo truyền thống, yến mạch được coi làtốt cho sức khỏe vì chúng chứa nhiều protein, chất xơ, vitamin và khoáng chất vàchủ yếu được tiêu thụ dưới dạng bột yến mạch Đặc biệt, yến mạch chứa hàmlượng protein và lipid cao cũng như hàm lượng cân đối các axit amin thiết yếunhư lysine và 2-6% β-glucan nên được công nhận là loại cây trồng có giá trị kinh
tế cao [12 - 15] So với các loại cây trồng khác có chứa lượng protein tỷ lệ nghịchvới lượng lysine, yến mạch bao gồm một lượng lysine không đổi bất kể mức độprotein [16] Globulin chiếm 70-80% hàm lượng protein trong yến mạch và chúngcũng chứa một lượng prolamin thấp [16, 17] Yến mạch có 5-12% chất béo, caohơn so với các loại ngũ cốc khác [18] (Bảng 1) Khoảng 95% hàm lượng chất béotrong yến mạch là axit palmitic, oleic và linoleic, và 75-80% là axit béo khôngbão hòa Các axit béo không bão hòa này có liên quan đến các đặc tính sinh lý cólợi khác nhau, chẳng hạn như ngăn ngừa chứng mất trí nhớ và hoạt tính chốngoxy hóa [10, 15, 19] Gần đây, các axit béo không bão hòa được chứng minh làlàm giảm cholesterol trong máu, dẫn đến sự quan tâm ngày càng tăng đối với yếnmạch như một loại thực phẩm chức năng [20-22] Yến mạch cũng chứapolyphenol bao gồm axit caffeic, axit coumaric, axit gallic, axit hydroxybenzoic,axit protocatechuic, axit syringic và axit vanillic dưới dạng các hợp chất hoạt tínhsinh học [2, 9, 10] Alkaloids như avenanthramides (Avns) cũng được tìm thấytrong yến mạch [9, 10] Ngoài ra, các phụ phẩm từ cám yến mạch như protein, β-glucan, saponin, albumin, prolamin, glutelin cũng rất có giá trị về thành phần dinhdưỡng Do đó, việc con người tiêu thụ hạt yến mạch nguyên hạt có liên quan đếnlợi ích sức khỏe do các thành phần hoạt tính trong hạt yến mạch nguyên hạt Cácbệnh chuyển hóa đã được đề xuất vì những lợi ích và ngũ cốc nguyên hạt hoặcngũ cốc tốt cho sức khỏe gần đây đã được nhấn mạnh thông qua các phân tíchtổng hợp có hệ thống về thông tin có sẵn [23]
Bảng 1 So sánh các thành phần chức năng trong gạo trắng, lúa mì, yến mạch và lúa mạch [18]
Các thành phần Yến mạch (%) Lúa mạch (%) Lúa mì (%) Gạo trắng (%)
Trang 32 Lợi ích dinh dưỡng của yến mạch
Lợi ích dinh dưỡng của yến mạch như một sản phẩm thực phẩm đã đượcnghiên cứu theo nhiều cách khác nhau Như thể hiện trong Bảng 1, yến mạch lànguồn cung cấp protein chất lượng cao, carbohydrate, chất xơ như β-glucan vàchất xơ hòa tan, chất béo, khoáng chất, axit phenolic, flavonoid và chất chống oxyhóa [13, 18, 24] So với các loại ngũ cốc khác, protein trong yến mạch vượt trội
về số lượng và chất lượng, đặc biệt đối với người và động vật không nhai lại, dựatrên thành phần của các axit amin thiết yếu Hạt dự trữ Protein của ngũ cốc đượcchia thành globulin hòa tan trong muối và prolamin hòa tan trong rượu [16, 25].Trong số các axit amin thiết yếu, lysine, đóng vai trò quan trọng trong quá trìnhsinh tổng hợp protein, đặc biệt quan trọng vì axit amin này không thể tự tổng hợpđược mà phải lấy từ môi trường bên ngoài ở động vật có vú [26] Các loại ngũ cốc
là nguồn ưa thích của các axit amin thiết yếu này Đặc biệt, protein trong yếnmạch rất giàu lysine và có tỷ lệ protein globulin cao hơn so với các loại ngũ cốc
có hàm lượng prolamin cao [27] Yến mạch thường chứa 3-11% chất béo và một
số loại chứa tới 18% chất béo Ngoài ra, hầu hết chất béo trong yến mạch được dựtrữ trong nội nhũ so với các loại ngũ cốc khác dự trữ hàm lượng chất béo caotrong mầm và đĩa mầm [28] Các axit béo trong yến mạch bao gồm oleic (18:1),linoleic (18:2) và axit linolenic (18:3) là các axit béo không no và myristic (14:0),palmitic (16:0) và axit stearic (18:0), là axit béo bão hòa (Hình 1) [29, 30]
Trong số này, yến mạch chứa một lượng lớn axit oleic, linoleic và palmitic.Axit oleic và linoleic là những axit béo không bão hòa thiết yếu về mặt dinhdưỡng, và axit palmitic ngăn chặn quá trình peroxy hóa chất béo, gây ra độc tính
và làm giảm hương vị của ngũ cốc [31, 32] Do đó, yến mạch chứa hàm lượngchất béo và thành phần axit béo tuyệt vời về mặt dinh dưỡng [33] Tuy nhiên, tùythuộc vào công dụng của hạt, cần đánh giá hàm lượng chất béo chi tiết hơn Giátrị năng lượng của chất béo (37 kJ/g) cao hơn nhiều so với protein hoặccarbohydrate (16-17 kJ/g)
[34, 35] Vì vậy, hạt có hàm lượng chất béo cao thường được ưu tiên sử dụng làmthức ăn chăn nuôi và không được dùng cho con người vì chúng thiếu hương vị vàchuyển sang màu nâu quá mức trong quá trình nấu [35, 36]
Trang 4Hình 1 Cấu trúc hóa học đại diện của axit béo bão hòa và không bão hòa có
trong yến mạch sử dụng ChemSpider
3 Chức năng của β-glucan trong yến mạch
Năm 1998, Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp đã phê chuẩn việc ghi nhãnảnh hưởng đến sức khỏe đối với các sản phẩm thực phẩm có chứa chiết xuất yếnmạch và điều này đã thu hút sự chú ý trên toàn cầu [37] Ngoài ra, yến mạch cònđược bình chọn là 1 trong 10 siêu thực phẩm hàng đầu thế giới Do sự quan tâmngày càng tăng của người tiêu dùng đối với thực phẩm tốt cho sức khỏe nên việctiêu thụ yến mạch như một loại thực phẩm chức năng tuyệt vời đã tăng lên trongthời gian gần đây [38] Yến mạch là một thành phần chức năng quan trọng vàchứa một lượng lớn chất xơ và β-glucan Hàm lượng β-glucan trong yến mạchthay đổi tùy theo loại và bộ phận của hạt (Hình 2A) [39, 40] β-glucans trong yếnmạch hiện diện dưới dạng chất xơ không hòa tan và hòa tan Vì các chất xơ hòatan có chức năng sinh lý vượt trội nên sự quan tâm đến yến mạch có hàm lượng β-glucan hòa tan cao đã tăng lên β-glucans trong yến mạch chủ yếu bao gồm (1 ->3), (1 -> 4) -beta- D-glucan, là một polysacarit tuyến tính và glucan này thườngđược viết tắt là β-glucan (Hình 2B) [41, 42] Lợi ích sức khỏe của β-glucan tronglúa mì và lúa mạch tương đối nổi tiếng [43] β-glucans trong yến mạch được biết
là khác với β-glucans trong lúa mì và lúa mạch về khả năng hòa tan, tạo gel vàkhối lượng phân tử tương đối [44] Trong yến mạch, một lượng lớn β-glucan đượcchứa trong nội nhũ và thành tế bào lớp aleurone (Hình 2A) [40] β-glucan điềuchỉnh tốc độ vận chuyển qua đường tiêu hóa sau bữa ăn và quá trình tiêu hóa tinhbột để pha loãng lượng đường trong máu thông qua thay đổi chỉ số đường huyết,
do đó làm giảm phản ứng insulin máu trong bệnh tiểu đường [41, 45] Ngoài ra,β-glucan còn có nhiều tác dụng sinh lý như ngăn ngừa các bệnh tim mạch bằngcách kiểm soát huyết áp và tác dụng chống béo phì, chống ung thư (ví dụ nhưngăn ngừa ung thư đại trực tràng) [18, 46-55] Nó làm giảm mức cholesterollipoprotein mật độ thấp (LDL) trong máu và nâng cao mức cholesterol lipoproteinmật độ cao (HDL) để giúp duy trì nồng độ lipid trong máu và khối lượng cơ thểbình thường [56] Hơn nữa, β-glucan kích hoạt bạch cầu/đại thực bào và thúc đẩychức năng miễn dịch bằng cách tăng nồng độ immunoglobulin, NK và số lượng tếbào T sát khuẩn [57, 58] Điều này dẫn đến tăng sức đề kháng chống ung thư vànhiễm trùng cũng như các bệnh do ký sinh trùng gây ra [57, 59, 60] Chất xơ hòatan trong nước β-glucan trong yến mạch làm tăng độ nhớt của ruột và rút ngắnthời gian vận chuyển các chất và chất dinh dưỡng trong ruột trong quá trình nhuđộng ruột [61] Điều này giúp giảm tỷ lệ hấp thu protein, lipid và glucose, dẫn đếngiảm khối lượng cơ thể và hiệu quả của chế độ ăn uống (Hình 3 và 4) [40, 43, 62,63] Thành tế bào của yến mạch chứa hàm lượng β - D -glucan liên kết hỗn hợpcao bao gồm β (1 -> 3) và p (1 -> 4) glucoside theo tỷ lệ 3:7 [64] Hỗn hợp β - D -glucan liên kết này cũng được biết là có tác dụng làm giảm mức cholesterol trongmáu [56] β-glucans đã lưu ý ở trên là một loại chất xơ được xác định trong men,tảo, vi khuẩn, nấm và một số thực vật như yến mạch và lúa mạch [43] Dạng hạthoặc dạng hòa tan của β- glucan có nguồn gốc từ yến mạch có vẻ an toàn khiđược tiêu hóa [39] Tuy nhiên, một số tác dụng phụ vừa phải đã được báo cáo.Các triệu chứng bao gồm viêm loét đại tràng tiêu chảy, đau lưng, đau khớp, bệnhthận, hội chứng chuyển hóa do rối loạn sinh học gây ra, dự trữ axit mật và dự trữcanxi trong mạch máu được báo cáo là cải thiện trong các tình trạng cụ thể như ănphải với nồng độ giới hạn liều cao của β-glucan [48, 49, 65 - 68] Vẫn còn phảilàm sáng tỏ liệu lượng này có an toàn cho phụ nữ đang mang thai hoặc đang chocon bú hay không Ngoài ra, lượng β-glucan trong chế độ ăn uống có thể không
Trang 5an toàn đối với một người mắc một số bệnh liên quan đến bệnh như hội chứngsuy giảm miễn dịch (AIDS) và phức hợp liên quan đến AIDS [69] Tuy nhiên,không có tác dụng phụ nghiêm trọng nào liên quan đến việc bổ sung β-glucanđược báo cáo trong các thử nghiệm lâm sàng và phòng thí nghiệm ngoại trừ một
số trường hợp đặc biệt như đã đề cập ở trên [49, 70, 71]
Hình 2 Sơ đồ cấu trúc của các thành phần tế bào có nguồn gốc từ hạt giống từ
các mô yến mạch khác nhau, bao gồm cám, mầm và nội nhũ, sự phân phối và tổchức chất dinh dưỡng trong các mô này (A) [18, 40], và cấu trúc hóa học của β-glucan liên kết đến cầu β -1,3 và β -1,4 (B)
Hình 3 Lợi ích sức khỏe con người của β-glucan liên quan đến hoạt tính chống
ung thư/chống nhiễm trùng, chống nấm, chống oxy hóa, hạ đường huyết, tăngđường huyết và lợi khuẩn Các thụ thể gắn kết với β-glucan đã được biết làdectin-1, thụ thể bổ thể 3 (CR3), thụ thể scavenger, và lactosylceramid Trong số
Trang 6để đánh giá khả năng phát triển của vi khuẩn axit lactic trong quá trình lên menvới chiết xuất yến mạch làm cơ chất vi sinh.
Hệ vi sinh vật đường ruột gần đây đã được chú ý trong việc tăng cường sứckhỏe con người theo quan điểm tiêu thụ ngũ cốc trong chế độ ăn uống và tăngcường sức khỏe Các hợp chất polyphenolic là các thành phần hoạt tính sinh họcphong phú có trong ngũ cốc, cho thấy các hợp chất polyphenolic quan trọng làyếu tố sức khỏe con người [75] Các hợp chất polyphenolic và chất xơ có trongchế độ ăn ngũ cốc nguyên hạt rất hữu ích để giảm nguy cơ mắc bệnh ở người
Tiêu thụ chất xơ có liên quan đến hệ vi sinh vật cụ thể như Bacteroides Chất xơ
như arabinoxylans, pectins hoặc insulin thúc đẩy sự phong phú của hệ vi khuẩn cólợi cho sức khỏe [76] Trong ruột, các thành phần tiêu thụ được biết là tương tácvới hệ vi sinh vật Do đó, các thành phần yến mạch được cho là tương tác với hệ
vi sinh vật đường ruột để mang lại sức khỏe cho con người [76] Việc tiêu thụchất xơ yến mạch và các hợp chất polyphenolic trong chế độ ăn uống được coi làgiúp thúc đẩy vi khuẩn đường ruột có liên quan đến lợi ích đường ruột khỏemạnh
Người ta quan sát thấy rằng quá trình lên men sử dụng kết hợp Lactobacillus
Trang 7delbrueckii subsp bulgaricus (L bulgaricus) và Streptococcus salicylic subsp thermophilus (S thermophilus) làm tăng số lượng vi sinh vật và sản xuất axit so
với quá trình lên men chỉ sử dụng L bulgaricus hoặc S thermophilus Ngoài ra, quá trình lên men với S thermophilus dẫn đến độ pH thấp hơn so với quá trình lên men với L bulgaricus Quá trình lên men sử dụng hỗn hợp L bulgaricus và S.
thermophilus dẫn đến độ pH giảm nhanh hơn Những kết quả này cho thấy rằng
có một hiện tượng thúc đẩy tăng trưởng giữa L bulgaricus và S thermophilus,
tương tự như trong sữa chua làm từ sữa Số lượng vi sinh vật và quá trình sản xuất
axit tăng lên và độ pH thấp hơn trong quá trình lên men sử dụng S thermophilus
có thể là do sự thích ứng tốt hơn với chiết xuất yến mạch của S thermophilus so với L bulgaricus [75 - 80] Những nghiên cứu này đã chứng minh rằng hàm
lượng β-glucan tăng lên trong việc trồng yến mạch có liên quan đến lợi ích sứckhỏe tối đa và do đó, tăng cường sinh tổng hợp β-glucan sẽ là mục tiêu quan trọngcủa việc nhân giống yến mạch chức năng
5 Các thành phần và chức năng hoạt tính sinh học khác
Các thành phần hoạt tính sinh lý của yến mạch bao gồm vitamin E, carotenoid,anthocyanin, lignans, axit phytic, phenolics và phytosterol, và Avn, một loạiphenol chỉ có trong yến mạch [81, 82] Các thành phần này là các chất chuyểnhóa thứ cấp được tạo ra như cơ chế bảo vệ trong quá trình sinh trưởng của cây vàhoạt tính như chất chống oxy hóa giúp kiểm soát tổn thương tế bào do stress oxyhóa bằng cách loại bỏ các loại oxy phản ứng trong cơ thể con người [82 - 85].Hơn nữa, việc bổ sung các thành phần yến mạch trong quá trình chế biến các sảnphẩm thực phẩm giúp ngăn chặn sự phát triển của mảng bám axit béo nhờ tácdụng chống oxy hóa và cải thiện đặc tính bảo quản [23, 86, 87]
Vitamin E bao gồm bốn dạng đồng phân tocopherol (α , β , γ , và δ tocopherol) và bốn dạng đồng phân tocotrienol (α -, β -, γ -, và δ -tocotrienol)(Hình 5 ) [88] Trong số này, α - tocotrienol có khả năng chống oxy hóa cao gấp40-60 lần so với β - tocotrienol, một chất chống oxy hóa quan trọng [89] Nó làmgiảm cholesterol trong máu, có tác dụng chống viêm và ức chế sự tăng sinh tế bàokhối u ở người [90] Hợp chất polyphenolic chính được tìm thấy trong yến mạchbao gồm các axit protocatechuic, syringic, vanillic, ρ-hydroxybenzoic, gallic, ρ -coumaric, ο -coumaric và caffeic (Hình 6) [91 - 93] Trong số đó, Avn được sinhtổng hợp từ phenylalnine dưới dạng một alkaloid (Hình 7) [9, 94, 95] là mộtpolyphenol với các đặc tính sinh lý khác nhau, bao gồm chống oxy hóa, chốngviêm, chống ung thư, chống huyết khối, chống tăng sinh và chống ngứa hoạt tính[9 ,95 - 103] Avn có hoạt tính chống oxy hóa cao gấp 30 lần so với các hợp chấtphenolic khác [98 ,99, 102] Có nhiều loại Avn được tìm thấy trong yến mạch.Tùy thuộc vào dư lượng axit N-cinnamoyl anthranilic, Avn A kết hợp với axit ρ -coumaric, Avn B kết hợp với axit ferulic và Avn C kết hợp với axit caffeic chủyếu được tìm thấy trong yến mạch [101, 102, 104] Cấu trúc của Avn tương tựnhư tranilast, một loại thuốc chống dị ứng có bán trên thị trường và nhiều nghiêncứu đã đánh giá tác dụng chống viêm và chống xơ vữa của Avn [105 - 108] Đặcbiệt, Avn được biết là có tác dụng ức chế sự giải phóng các chất gây viêm bởi đạithực bào hoặc sự kết dính của bạch cầu đơn nhân với tế bào màng phổi và thểhiện tác dụng chống ung thư thông qua các hoạt tính chống tăng sinh vàprooptotic (Hình 8 - 10) [78, 99, 106 - 113] Trong một nghiên cứu gần đây, Avn
-C, trong số các loại Avn khác nhau, đã được chứng minh là có hiệu quả chống lạichứng mất trí nhớ và mất thính giác [98, 114], cũng như ngăn ngừa sự kết hợp sailệch (Hình 11) [115] Avn cũng hữu ích trong việc giảm ngứa cho da khô, và chiếtxuất yến mạch được sử dụng rộng rãi như một nguyên liệu mỹ phẩm ở Tây Âu
Trang 8[65] Avns (A, B và C) ức chế phụ thuộc vào liều tyrosinase của tế bào vàmelanin tổng hợp các hoạt tính của tyrosinase theo cách ức chế cạnh tranh Chúngcũng ức chế mức độ biểu hiện của các protein tạo hắc tố (TRP1 và 2) Ái lực liênkết tyrosinase của Avns, thu được từ mô phỏng lắp ghép phân tử và hệ thống quan
hệ hoạt tính-cấu trúc định lượng Derek Nexus, gợi ý rằng ái lực liên kết nằmtrong khoảng —7,5 kcal/mol và —6,8 kcal/mol [116] Hơn nữa, các loại kem cóchứa chiết xuất yến mạch cho thấy da mặt được cải thiện và an toàn khi sử dụng[117] Dựa trên những phát hiện này, có thể khám phá tính khả thi của chiết xuấtyến mạch như một thành phần tích cực trong mỹ phẩm chức năng để làm giảmmẩn đỏ và sắc tố Ngoài ra, kết hợp yến mạch với các chiết xuất thành phần tựnhiên khác cho các sản phẩm mỹ phẩm để che phủ nếp nhăn, làm trắng da, giảmmẩn đỏ và có các chức năng khác có thể dẫn đến một số thay đổi tích cực [65]
Hình 5 Cấu trúc hóa học của các đồng phân tocopherol và tocotrienol dẫn xuất từ
vitamin E
Trang 9Hình 6 Cấu trúc hóa học của các hợp chất polyphenolic chính có trong yến
mạch
Hình 7 Con đường sinh tổng hợp được đề xuất của các avenanthramide chính
trong yến mạch (Avena sativa L.) [9, 94, 95]
Hình 8 Cơ chế dự đoán của chất chống viêm qua trung gian avenanthramides
(Avns) trong các tế bào C2C12 của cơ xương Avns, các phân tử polyphenolic chỉđược xác định trong yến mạch, thể hiện hoạt tính chống viêm chủ yếu bằng cáchgây bất hoạt yếu tố hạt nhân-kappaB (NF- κB) trong các tế bào C2C12 Avns điềuchỉnh giảm sự biểu hiện của IκB kinase beta (IKKβ) như một chất ức chế beta tiểuđơn vị NF-κB KINASE trong phản ứng của tế bào đối với stress oxy hóa do tert-butyl hydroperoxide (tBHP) gây ra và làm suy yếu biểu hiện yếu tố hoại tử khối ualpha (TNF α) và interleukin 1β (IL-1β ) ở cấp độ phiên mã trong cùng điều kiện.Hơn nữa, Avns làm giảm sự biểu hiện của protein cyclooxygenase-2 (COX-2),
Trang 10cùng với việc giảm mức prostaglandin E2 (PGE2) Con đường COX2/PGE2 đượcđiều chỉnh giảm dẫn đến ức chế sự tăng sinh tế bào, di cư, ức chế quá trình chếttheo chương trình, tạo mạch và sinh ung thư trong các dòng tế bào khác nhau Do
đó, Avns có thể có tác dụng mạnh đối với các chất ức chế phản ứng viêm quatrung gian NF - κB sau quá trình điều hòa giảm IKKβ trong các tế bào C2C12[109, 110]
Hình 9 Một phương thức hành động được đề xuất của hoạt tính chống tăng sinh
và proapoptotic có nguồn gốc từ avenanthramides (Avns) p53, p27kip1 vàp21cip1 được kích hoạt bằng phương pháp xử lý Avns ngăn chặn sự biểu hiện củacyclin E/kinase phụ thuộc cyclin 2 (CDK2) và cyclin A/CDK2 liên quan đến chu
kỳ tế bào và dẫn đến ngừng chu kỳ tế bào (pha G1 đến S) Ngoài ra, Avns cũngđiều chỉnh giảm sự biểu hiện của cyclin D1/CDK4,6 và tăng cường quá trìnhphosphoryl hóa protein Rb (pRb) như một chất ức chế khối u Kết quả là, Avnsgây ra sự bắt giữ pha M của chu kỳ tế bào Dựa trên những kết quả này, Avnsđóng một vai trò quan trọng trong việc kiểm soát tích cực chu kỳ tế bào và sự tiếntriển của khối u [110 , 111] Liên quan đến hoạt tính proapoptotic, Avns điềuchỉnh tăng caspase 3 (CASP3) và caspase (CASP8), trong khi chúng điều chỉnhgiảm yếu tố tăng trưởng giống như insulin 2 protein liên kết với mRNA 3(IGF2BP3), yếu tố gây thiếu oxy 1-alpha (HIF1α), mạch máu yếu tố tăng trưởngnội mô (VEGF), cyclooxygenase 2 (COX2) và prostaglandin E2 (PGE2) trongcác dòng tế bào khối u [112] Do đó, Avns củng cố tác dụng chống ung thư thôngqua tăng tác dụng chống oxy hóa, chống tăng sinh và proapoptotic, cũng như gây
ra lão hóa và ức chế thoái hóa và di căn ma trận ngoại bào (ECM) và chuyển tiếpbiểu mô-trung mô (EMT)
Trang 11Hình 10 Một phương thức hoạt tính được đề xuất của hoạt tính chống oxy hóa có
nguồn gốc từ avenanthramide (Avn) Avn-Bc cởi bỏ phức hợp của yếu tố nhânhồng cầu 2 liên quan đến yếu tố 2 (Nrf2) và protein liên kết với ECH giống Kelch
1 (Keap1) Ntf2 tách rời di chuyển đến nhân, liên kết với miền yếu tố đáp ứng vớichất chống oxy hóa (ARE) và kích hoạt nhiều loại gen bảo vệ tế bào và gen chốngoxy hóa, bao gồm thioredoxin reductase (TrxR1), thioredoxin 1 (Trx1),NAD(P)H: quinone oxyoreductase (NQO1), heme oxygenase 1 (HO-1),glutamate-cysteine ligase (GCL), superoxide dismutase 1 (SOD1), glutathioneperoxidase (GPX), catalase (CAT) và glutathione synthetase (GSS), tại phiên mã
và mức độ tịnh tiến trong điều kiện căng thẳng oxy hóa Các hệ thống chống oxyhóa được kích hoạt cải thiện cân bằng nội môi oxy hóa khử bằng cách trung hòacác loại oxy phản ứng (ROS) Do đó, Avn-Bc tăng cường cân bằng nội môi tế bào
để đối phó với stress oxy hóa [99, 112]
Trang 12Hình 11 Ngăn ngừa sự hình thành amyloid với sự có mặt của avenanthramide C
(Avn C) Sự lắp ráp của protein không được gấp nếp thành các sợi amyloid có cấutrúc thứ cấp giàu β-sheet có liên quan đến nhiều bệnh ở người, bao gồm các bệnhthần kinh trung ương (Parkinson, Alzheimer và bệnh Huntington), bệnh xơ cứngteo cơ một bên và bệnh tiểu đường loại 2 và các bệnh liên quan đến sự tích tụprotein amyloid huyết thanh không hòa tan trong gan, lá lách và thận Mặc dù đã
có nhiều nỗ lực để làm sáng tỏ cơ chế bệnh sinh của các bệnh này và phát triểnliệu pháp điều trị hiệu quả cho đến nay, nhưng vẫn chưa có bằng chứng cho việcđiều trị và phòng ngừa liên quan đến các bệnh liên quan đến amyloid Polyphenolnhư avenanthramides đã được nghiên cứu rộng rãi như là một yếu tố chính củachất ức chế tập hợp amyloid Tác dụng hoạt tính sinh học của chúng phụ thuộcvào số lượng và vị trí của các nhóm hydroxyl xung quanh xương sống củaflavone Avn C có thể hoạt tính như một phân tử sinh học tiềm năng trong việc ứcchế sự tổng hợp protein bằng cách giảm sự hình thành cấu trúc β-sheet của các tậphợp protein [115]
Trong một nghiên cứu so sánh tác dụng chống oxy hóa và ức chế tăng sinh tế bàoung thư của chiết xuất yến mạch theo dung môi chiết xuất, hoạt tính chống oxyhóa của chiết xuất được đo bằng cách đánh giá khả năng loại bỏ 2,2'-azinobis 3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid (ABTS) và 1,1-diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH) và giảm năng lượng, trong khi khả năng ức chế tăng sinh tế bào ung thưđược đánh giá bằng cách sử dụng các dòng tế bào ung thư đại trực tràng, phổi và
vú Người ta quan sát thấy rằng tổng hàm lượng polyphenol, loại bỏ các gốcABTS và DPPH, và khả năng khử là lớn nhất trong chiết xuất metanol [118] Ngoài ra, chiết xuất metanol có tác dụng ức chế đáng kể nhất đối với sự phát triểncủa ung thư đại trực tràng (HCT116), ung thư phổi (NCI-H460) và tế bào ung thư
vú (MCF7) [119] Mặc dù có sự khác biệt về tác dụng chống oxy hóa và ức chếtăng sinh tế bào ung thư của yến mạch tùy thuộc vào dung môi chiết xuất, nhưng