Tiểu luận đề tài ứng dụng acid folic trong thực phẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG ACID FOLIC TRONG THỰC PHẨMLớp DHTP16B – 420300335603 GVHD Phạm Hồng Hiếu Nhóm 3 Đỗ Thị[.]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

Nhóm 3

Đỗ Thị Mỹ Nhiều - 20090021 Nguyễn Thị Ngọc Linh - 20088501 Lai Bảo Lộc - 20082951

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ACID FOLIC 1

1 Giới thiệu chung về acid folic 1

1.1 Giới thiệu 1

1.2 Cấu tạo 1

1.3 Cơ chế chuyển hóa 2

1.4 Tính chất 4

1.5 Vai trò 4

2 Các ảnh hưởng của Acid folic 4

2.1 Ảnh hưởng của việc thừa acid folic 4

2.2 Ảnh hưởng của việc thiếu acid folic 5

3 Xác đinh hàm lượng acid folic 6

3.1 Phương pháp xác định 6

3.2 Nguồn cung cấp 7

CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG CỦA ACID FOLIC 10

1 Thực phẩm chức năng 10

2 Phụ gia thực phẩm (phụ gia dinh dưỡng) 11

3 Xây dựng thực đơn 11

MỤC LỤC BẢ

Bảng 1 Bảng Nhu cầu Acid folic khuyến nghị 9

Bảng 2 Hàm lượng acid folic có trong một số thực phẩm 10

Bảng 3 Khẩu phần tham khảo cho chế độ ăn uống dành cho folate 13

Bảng 4 Hàm lượng Folate có trong thực phẩm 13

Bảng 5 Hàm lượng Folate có trong thực phẩm 14

Bảng 6 Hàm lượng Folate có trong thực phẩm 15

Bảng 7 Hàm lượng Folate có trong thực phẩm 16

MỤC LỤC HÌNHY Hình 1 Cấu tạo acid folic (Vitamin B9) 6

Hình 2 Các dạng dẫn xuất của acid folic 6

Hình 3 Sơ đồ chuyển hóa của Acid folic, Vitamin B12 và Homocysteine 7

Hình 4 Một số sản phẩm của acid folic 12

LỜI MỞ ĐẦU

Vtamin là những hợp chất hữu cơ cần thiết cho cơ thể Trong đó, vitamin nhóm B rấtquan trọng đối với hoạt động sinh lý bình thường vì chúng giúp cơ thể sử dụng các chất dinhdưỡng như carbohydrate, protein và chất béo Một trong những vitamin nhóm B có ảnhhưởng lớn đến sự sinh trưởng và phát triển của trẻ em, phụ nữa mang thai chính là axid folic(vitamin B9)

Axit folic thuộc nhóm Vitamin B cần thiết cho các chức năng sức khỏe của nhiều quátrình khác nhau trong cơ thể Ngoài khả năng chống oxy hóa, chất này còn là tác nhân khôngthể thiếu trong việc hình thành sinh học nhóm metyl, liên kết DNA và tổng hợp nucleotide,một số axit amin và vitamin Dù không tồn tại tự nhiên trong thức ăn nhưng acid folic làdạng tổng hợp được thương mại hóa và cũng là chất chuẩn trong dược diển Mỹ

Để tìm hiểu sâu hơn về vitamin B9, nhóm em đã thực hiện để tài “ Ứng dụng acidfolic trong thực phẩm” Thông qua đó chúng em có thể nâng cao kiến thức khoa học về loạivitamin này, tìm hiểu được những sản phẩm có chứa acid folic phục vụ đời sống

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ACID FOLIC

1.Giới thiệu chung về acid folic

1.1 Giới thiệu

Acid folic (FA), một loại vitamin tan trong nước còn được gọi là vitamin M chịutrách nhiệm tổng hợp các tế bào hồng cầu Chất này có tên thông thường là vitamin B9 Phân tử FA bao gồm gốc pterin mạch hở liên kết bằng một cầu metylen C (9) – N (10) vớiacid pamino benzoic, lần lượt được nối với acid L-glutamic với sự trợ giúp của liên kếtpeptit

Trong các nguồn thực phẩm khác nhau, FA được tìm thấy ở dạng 7, 8- dihydrofolate(DHF) hoặc 5, 6, 7, 8- tetrahydrofolate (THF) Error: Reference source not found Acid folicrất cần thiết cho các hoạt động trao đổi chất khác nhau của con người Nó là một yếu tốchính trong quá trình tổng hợp acid nucleic [3] Ngoài ra chất này làm tăng tốc độ phân chia

tế bào và do đó giúp tăng trưởng và phát triển của thai nhi [4]

Ở người, mức folate được tìm thấy khoảng 10 mg – 30 mg [5] Mức bình thường củafolate trong huyết thanh là khoảng 5–15 ng / mL, trong khi trong dịch não tủy là khoảng 16–

21 ng / mL [6] Trong hồng cầu, nó được tìm thấy trong khoảng từ 175 đến 316 ng / mL [7]

Hàm lượng folate có trong thực phẩm chủ yếu được thủy phân bởi ruột và chuyểnthành dạng monoglutamate, được hấp thụ tích cực bởi niêm mạc ruột non trong khi FA, khiđược tiêu thụ dưới dạng chất bổ sung sẽ bị phần gần ruột non hấp thụ một cách thụ động [8]

1.2 Cấu tạo

Acid folic (vitamin B9) hay còn gọi là acid pteroul glutamic có công thức cấu tạo là

C19H19N7O6 được hợp cấu thành từ ba hợp chất liền kề nhau là pterin, acid P- aminobenzoic

và acid glutamic Khoảng 90% acid folic tồn tại ở dưới dạng polyglutamac Acid folic có cácdạng dẫn xuất thường thấy là: tetrahydrofolate, 5-Methyl tetrahydrofolate, 5-Formiminotetrahydrofolate, 10-Formyl tetrahydrofolate, 5,10-Methylene tetrahydrofolate, 5,10-Methylnyl tetrahydrofolate Trong tự nhiên acid folic tồn tại dưới dạng acid folate ở trong

nhiều loại thực phẩm Tuy nhiên tỉ lệ cơ thể hấp thụ acid folic vào trong cơ thể tốt hơn so vớihấp thụ acid folate Tỉ lệ acid folate : acid folic được cơ thể hấp thụ là 50%:85%.

Hình 1 Cấu tạo acid folic (Vitamin B9)

Hình 2 Các dạng dẫn xuất của acid folic

1.3 Cơ chế chuyển hóa

Acid folic là một hợp chất tổng hợp và được chuyển hóa khác nhau thành các dạngfolate có trong tự nhiên FA được tiêu thụ trong chế độ ăn uống chủ yếu ở dạngpolyglutamate Chúng được thủy phân thành monoglutamat trong niêm mạc ruột và sau đóđược vận chuyển khắp cơ thể qua hệ tuần hoàn [9]

Acid folic được chuyển hóa thông qua enzyme dihydrofolate reductase (DHFR) thànhtetrahydrofolate (TFT) trước khi có bất kì hoạt động của nào của các coenzyme (xảy ra chủyếu ở gan) [9] Sau đó TFT được hoạt hóa với đơn vị một carbon để tạo thành 10-formyltetrahydrofolate, 5,10 methylenetetrahydrofolate và 5-methyltetrahydrofolate Mỗiđồng yếu tố folate này hỗ trợ một con đường sinh tổng hợp để tổng hợp purin và thymidylate

và tái methyl hóa homocysteine thành methionine Tổng hợp methionine cần methyltetrahydrofolate và vitamin B12

5-Sơ đồ chuyển hóa acid folic trong cơ thể

Hình 3 Sơ đồ chuyển hóa của Acid folic, Vitamin B12 và Homocysteine

Phản ứng chuyển háo này cho phép acid folic được sử dụng cho các quá trình trao đổichất Tuy nhiên, hầu hết các mô, bao gồm cả gan, có khả năng giảm axit folic hạn chế dohoạt tính của DHFR thấp [9] Người ta cũng biết rằng quá trình hấp thụ và chuyển hóa sinhhọc của axit folic thành dạng hoạt động (5-methyltetrahydrofolate) được bão hòa ở liềulượng 400 - 4200 μg axit folicg axit folic [10][11][13] Hạn chế của quá trình trao đổi chất này dẫn đếnkhông thể chuyển hóa axit folic liều cao, dẫn đến xuất hiện axit folic chưa chuyển hóa(UFA) trong tuần hoàn.

1.4 Tính chất

Acid folic thuộc vitamin nhóm B tuy nhiên lại rất ít tan trong nước, là tinh thể códạng bột tinh thể màu vàng hoặc vàng cam, không mùi, dễ phân hủy ngoài ánh sáng

Acid folic tan trong acid và kiềm loãng, nhạy cảm với ánh sáng, không bền với nhiệt

độ, các chất oxy hóa ,các chất khử Dẫn đến làm giảm khả năng khả dụng của nó

1.5 Vai trò

Acid folic có vai trò quan trọng đặt biệt với phụ nữ đang có thai và trẻ em Đóng vaitrò quan trọng trong tổng hợp DNA, tổng hợp axit amin và tổng hợp nucleoprotein Trongthời kỳ mang thai và trẻ sơ sinh, nó góp phần vào quá trình phân chia tế bào nhanh chóng,

ngăn ngừa khuyết tật ống thần kinh trong quá trình phát triển của thai nhi (Vora và cộng sự,

2002) Acid folic cũng có thể giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến tim mạch bằngcách giảm nồng độ homocysteine, chuyển đổi homocystein thành Nó cũng được biết là

ngăn chặn sự tích tụ của các mô ung thư do cản trở những thay đổi trong DNA (Bakshi và

cộng sự, 2012) và giảm nguy cơ mắc bệnh Alzheimer.

2.Các ảnh hưởng của Acid folic

2.1 Ảnh hưởng của việc thừa acid folic

Như trình bày trước đó, nếu lượng FA được tiêu thụ cao hơn mức có thể sử dụng,UFA sẽ xuất hiện trong tuần hoàn FA có vai trò tạo ra máu, giữ cho tim, não và hệ thần kinhhoạt động tối ưu Nhưng với hàm lượng acid folic dư thừa cao tăng nguy cơ tổn thương ởnão bộ cùng với hệ thần kinh khi đó cơ thể sẽ có hiện tượng mệt mỏi, khó tập trung, khó thở

Ngoài ra khi hàm lượng acid folic dư thừa trong cơ thể quá cao sẽ tạo ra một loạt các rốiloạn như dị tật ống thần kinh, bệnh Alzheimer , bệnh tim mạch vành, bệnh loãng xương,một số loại ung thư, rối loạn tâm thần kinh, và tình trạng mất thính giác Không những thế,việc hấp thụ quá nhiều FA dẫm việc tăng nguy cơ và sự tiến triển ung thư ở một số nhómbệnh nhân nhất định và cũng dẫn đến tình trạng kháng insulin ở trẻ em, tương tác với thuốcđiều trị động kinh, che lấp sự thiếu hụt vitamin B12 và độc tính với gan ở nồng độ cao Các

cơ chế được đề xuất làm tăng nguy cơ ung thư khi hấp thụ nhiều acid folic, bao gồm FA tăngcường tổng hợp và sao chép DNA trong tế bào, đồng thời giảm phản ứng của tế bào tiêu diệt

tự nhiên đối với các tế bào gây ung thư [14][15][16]

Một nghiên cứu từ Ấn Độ của Krishnaveniet al cho thấy rằng nồng độ FA cao củangười mẹ cũng có thể có những tác động tiêu cực đến thai nhi bên cạnh tác dụng bảo vệchống lại NTD (nhau tiền đạo) Nghiên cứu chỉ ra rằng nồng độ FA cao trong thời kỳ mangthai có liên quan đến tình trạng kháng insulin và tăng mỡ ở trẻ 5 tuổi

2.2 Ảnh hưởng của việc thiếu acid folic

Thiếu FA có liên quan đến bệnh thiếu máu nguyên bào khổng lồ, dị tật ống thần kinh

ở trẻ sơ sinh và bệnh timở người Sự thiếu hụt của ấy có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏekhác nhau Chẳng hạn như tăng tế bào biểu bì teinemia và sự phát triển ung thư đặc biệt làung thư trực tràng do sự tổng hợp và sửa chữa DNA bị suy giảm [17]

Thiếu folate, bằng cách giảm S-adenosylmethionine (SAM) nội bào, có thể làm thayđổi quá trình methyl hóa cytosine trong DNA, dẫn đến sự hoạt hóa không thích hợp củaproto-oncogenes và gây ra sự biến đổi ác tính Ngoài ra, axit folic rất quan trọng cho quátrình tổng hợp và sửa chữa DNA bình thường Thiếu folate có thể gây mất cân bằng tiền chấtDNA, kết hợp sai uracil vào DNA và vỡ nhiễm sắc thể

Khi thiếu acid folic trong thời gian dài có sẽ gây ra bệnh thiếu máu, dễ bị viêm loét dạdày, rối loạn đường tiêu hóa, niêm mạc; Ngoài ra khi thiếu acid folic thì nồng độ homoncystein trong máu sẽ tăng cao, dễ dẫn đến bệnh Alzheimer Thiếu acid folic cũng dễ gây xơvữa động mạch và bệnh tim.Nguy cơ sẩy thai cao, sinh non, sinh con nhẹ cân

3.Xác đinh hàm lượng acid folic

3.1 Phương pháp xác định

Để xác định hàm lượng acid folic có trong thực phẩm có rất nhiều phương pháp được

áp dụng có thể kể đến như: HPLC-PDA, HPLC-RF, LC-MS/MS, phương pháp vi sinh, …

Đối với phương pháp HPLC, Robert F Doherty và cộng sự tiến hành phân tích xácđịnh folat tự nhiên và tổng hợp trong các nền mẫu thực phẩm Mẫu được chiết trong dungdịch đệm phosphat pH 6 Sau đó sử dụng enzyme (amylase và protease, enzyme conjugsechiết từ huyết tương chuột) thủy phân mẫu, dịch chiết mẫu được làm sạch qua cột chiết pharắn SAX và phân tích trên hệ thống HPLC detector PDA (λ =280nm và 350 nm) hoặc RF(tai bước sóng 290nm và 355nm) sử dụng pha động là đệm phosphate và ACN Độ thu hồicủa phương pháp trong khoảng 90-95% cho folic acid và 95-105% đối với 5MeH4folate,giới hạn phát hiện của phương pháp là 1 µg/100g cho folic acid và 0,1 µg/100g cho5MeH4folate khi phân tích bằng detector RF [24] Hay Christine M Pfeiffer, Lisa M.Rogers, Jesse F Gregory áp dụng phương pháp này nhằm xác định hàm lượng folat trongsản phẩm ngũ cốc Mẫu được thủy phân sử dụng 3 loại enzyme conjugase, α amylase vàprotease Mẫu sau khi thủy phân được làm sạch sử dụng cột ái lực FBP Sau đó mẫu đượcphân tích trên thiết bị HPLC sử dụng cột Ultremex C18 (5 µmx 250 × 4.6 mm) Pha độnggồm acid phosphoric 33mM, pH 2,3 và acetonitril theo chương trình rửa giải gradient Tốc

độ dòng 1mL/phút, detector PDA bước sóng 280nm Phương pháp xác định được một sốdạng folat với khả năng tách tốt, độ chọn lọc cao [25]

Đối với phương pháp HPLC-RF, Douglas L holt nghiên cứu xác định folat trong sữa

và các sản phẩm hàng ngày khác bằng kỹ thuật sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC Chiết folat bằng cách điều chỉnh mẫu về pH 4 bằng dung dịch acid acetic, ly tâm để loại bỏ kết tủa protein và sử dụng enzyme conjugase để phân cắt mạch polyglutamat thành dạng

monoglutamat Dịch chiết mẫu được định lượng bằng kỹ thuật HPLC sử dụng pha động MeOH và đệm phosphate pH 6,8 có sử dụng chất tạo cặp tetrabutylamonium, detector huỳnhquang Giới hạn phát hiện của phương pháp 0,3 -7,3 ng/g Độ lặp lại của phương pháp 1,69-13,2% và độ thu hồi của phương pháp trong khoảng 73,4- 101% [26]

Đối với phương pháp LC-MS/MS, Peter Stokes và cộng sự tiến hành phân tích một sốmonoglutamat trong thực phẩm bằng kỹ thuật sắc ký lỏng khối phổ chế đội ion âm Phương pháp được ứng dụng để phân tích 4 loại folat gồm [folic acid (pteroylglutamic acid, PGA)], 5-methyltetrahydrofolic acid, terahydrofolic acid and 5- và 10-formyltetrahydrofolic acid

[folinic acid (CHOTHF)] Chất phân tích được tách trên cột Hypersil ODS (12,5 cm x 33

mm, 3 mm) và pha động gồm acetic acid 2.5 mM –Acetonitrile tỷ lệ (88:12) Sử dụng dung dịch đệm pH 0.1 M ammonium acetat chứa ascorbic acid 1% (w/v) (điều chỉnh pH 4 bẳng

acid acetic và 0.1% (v/v) và 2-mecaptoethanol để chiết folat ra khỏi nền mẫu Sau đó mẫu được làm sạch qua cột chiết C18 và dịch chiết mẫu được phân tích trên thiết bị LC-MS/MS

Độ lệch chuẩn tương đối của phương pháp trong khoảng 5-23 % và độ thu hồi trong khoảng

từ 72-94% tùy từng nền mẫu phân tích [27] Hay Maria V Chandra-Hioe và cộng sự đã dung phương pháp này để tiến hành phân tích folat trong thực phẩm ở các ngưỡng khác nhau

để xác định hàm lượng folat được bổ sung vào bánh mỳ ở Úc Mẫu được chiết với đệm phosphat, thủy phân với enzyme α-amylase và huyết tương chuột, sử dụng cột chọn lọc chất thơm và chất siêu lọc Phân tích trên cột Waters ACQUITY HSS T3 với detector khối phổ MS/MS với chế độ ion dương, đường chuẩn được xây dựng trong khoảng 0,018–14 μg axit folicg folic/

g và 9,3–900 ng 5MeH4folate/g trong bánh mỳ tươi Độ thu hồi của phương pháp đạt 90%

và 76% cho folic acid và 5MeH4folate Độ tái lập nội bộ đạt 3% cho folic acid và 18% cho 5MeH4folate [28]

Tuy nhiên các phương pháp này có hạn chế là chỉ xác định được một vài dạng folattồn tại trong thực phẩm, phương pháp có độ nhạy kém, độ thu hồi thấp, quy trình thực hiệnkhá phức tạp

Hiện nay, theo Tiêu chuẩn Việt Nam phương pháp dung để xác định hàm lượng acidfolic trong thực phẩm dung phương pháp vi sinh

Phương pháp này dựa vào hàm lượng axit folic trong thức ăn công thức dành cho trẻ

sơ sinh được ước lượng từ độ đáp ứng axit của Lactobacillus casei (TCVN 11674:2016)

Hoặc để xác định hàm lượng folat tổng số trong thực phẩm bằng cách đo độ đục của

vi sinh vật Lactobacillus casei, subsp rhamnosus phát triển, gồm cả folat từ nguồn gốc tự

nhiên và axit folic được thêm vào (axit pteroylglutamic) (TCVN 8879: 2011)

3.2 Nguồn cung cấp

Để đảm bảo hàm lượng acid folic không thừa hoặc thiếu trong cơ thể ta có bảng nhucầu hàm lượng acid folic cho từng đối tượng như sau:

Bảng 1 Bảng Nhu cầu Acid folic khuyến nghị

Nhóm tuổi/giới tính/ tình trạng sinh lý Nhu cầu Acid folic (B9¿(mcg/ngày)

(Theo sách Nhu cầu dinh dưỡng khuyến nghị cho người Việt Nam, 2007)

Với sự cần thiết của acid folic đối với cơ thể con người, chúng ta có thể bổ sung hàmlượng acid folic cho cơ thể từ ngũ cốc, chiết xuất từ nấm men, gan, các loại đậu và một sốloại trái cây … Dưới đây là bảng thành phần hàm lượng acid folic có trong một số loại rau,hạt:

Bảng 2 Hàm lượng acid folic có trong một số thực phẩm

Nhóm rau xanh lá

Măng tây Súp lơ

xanh Đậu bắp Cải bó xôi Cà rốt Cà chua

1.000 mcg/5 52 mcg/bát 38 mcg/bát 100 40 48 mcg/cốc

cây mcg/bát mcg/củ

Nhóm các loại trái cây

290 mcg/cốc 90 mcg/ly 23,6 mcg/trái 100

mcg/trái 11mcg

57,8mcg/miếng

Các loại thực phẩm khác Lòng đỏ trứng Bắp/ngô Thịt gà Đậu phộng Bánh mì Đâu lăng

25 mcg/trứng 150

mcg/trái

691mcg/100g

106mcg/cốc

60mcg/lát 180g/bát

CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG CỦA ACID FOLIC

1.Thực phẩm chức năng

Với những chức năng và vai trò đã được nêu ra ở trên acid folic đã được ứng dụngđưa vào những dây chuyền sản xuất tạo ra viên uống, nhằm cung cấp một lượng acid folicvào trong cơ thể cho con người, đặc biệt là đối với trẻ em và phụ nữ đang mang thai Việc bổsung axit folic trong thai kỳ làm giảm rõ rệt sự xuất hiện của các khuyết tật ống thần kinh,

do đó chính phủ của cả Hoa Kỳ và Canada đã thiết lập các chương trình quốc gia bổ sungaxit folic để tăng cường chế độ ăn của phụ nữ trong độ tuổi sinh sản Nhờ đó tỷ lệ khuyết tậtống thần kinh ở cả Hoa Kỳ và Canada đã giảm, với hơn một nửa dân số sử dụng thực phẩmchức năng [31] Một số sản phẩm thực phẩm chức năng chứa acid folic đang có mặt trên thịtrường hiện nay như : Blackmores I-Folic, viên hỗ trợ bổ sung Acid Folic 400mcg NatureMade,…

Việc sản xuất làm viên uống chức năng acid folic đã góp phần phát triển công nghệsản xuất viên nang Điều này sẽ đảm bảo cho hoạt tính acid folic hạn chế biến dổi ít nhất cóthể Một số phương pháp đang được sử dụng và nghiên cứu hiện nay có thể kể đến như :đóng gói acid folic trong hydrocolloid phun điện và sấy bằng khay nano bằng cách sử dụngchất nền whey protein cô đặc (WPC) và tinh bột [32] hay dùng tinh bột hạt dẻ ngựa và β-

Hình 4 Một số sản phẩm của acid folic