Xác định hàm lượng axit amin thủy phân trong một số loài nấm bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao ( HPLC)

xây dựng phương phương pháp xác định hàm lượng axit amin trong một số loài nấm lớn ( Linh Chi, Thượng Hoàng, Pl1, Pl2, Pl3, Pl4, ....ở rừng phía tây trung bộ. phương pháp phân tích bằng máy sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc kí lỏng cao áp GCMS.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH Độc lập -Tự do -Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên : Nguyễn Duy Trọng Mssv: 1052043902

Hoàng Thị Nga Mssv: 1052040676

Khóa : 51

Ngành : Công nghệ thực phẩm 1 Tên đề tài: Xác định hàm lượng axit amin thủy phân trong một số loài nấm bằng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao 2 Nội dung nghiên cứu, thiết kế tốt nghiệp: ………

………

………

………

………

………

Cán bộ hướng dẫn : ThS Hoàng Văn Trung

Ngày giao nhiệm vụ đồ án : Ngày tháng năm 2014

Ngày hoàn thành đồ án : Ngày tháng năm 2014

Ngày tháng năm 2014

Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án vào ngày tháng năm 2014

Người duyệt

(Ký, ghi rõ họ tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH Độc lập –Tự do –Hạnh phúc

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Duy Trọng Msv: 105204

Hoàng Thị Nga Msv: 1052040676 Khóa: 51 Ngành: Công nghệ thực phẩm Cán bộ hướng dẫn: ThS Hoàng Văn Trung Cán bộ duyệt: 1 Nội dung nghiên cứu, thiết kế: ………

………

………

2 Nhận xét của cán bộ hướng dẫn: ………

………

………

………

………

………

…

Ngày tháng năm 2014

Cán bộ hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ, tên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH Độc lập –Tự do –Hạnh phúc

BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Duy Trọng Msv: 105204

Hoàng Thị nga Msv: 1052040676

Khóa: 51 Ngành: Công nghệ thực phẩm Cán bộ hướng dẫn: ThS Hoàng Văn Trung Cán bộ duyệt: 3 Nội dung nghiên cứu, thiết kế: ………

………

………

4 Nhận xét của cán bộ duyệt: ………

………

………

………

………

……… ………

…

Ngày tháng năm 2014

Cán bộ duyệt

(Ký, ghi rõ họ, tên)

LỜI CẢM ƠN

Khóa luận được thực hiện tại phòng thí nghiệm Trung tâm Kiểm định

An toàn Thực phẩm và Môi trường - Trường Đại học Vinh

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Vinh,

bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, quý thầy cô đã truyền đạt kiến thức cho chúngtôi trong thời gian học tập tại trường

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, chúng tôi xin chân thành gửi

lời cảm ơn đến thầy giáo Th.S Hoàng Văn Trung - Khoa Hóa học - Trường

Đại học Vinh đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợitrong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn ThS Chu Thị Thanh Lâm – Trung

tâm kiểm định An toàn thực phẩm và Môi trường – T.T Thực hành thí nghiệm

- Trường Đại học Vinh đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ chúng tôi trongquá trình làm thí nghiệm

Đề tài được hoàn thành nhờ sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài Nghị định thư

hợp tác Việt Nam – Đài Loan của PGS.TS Trần Đình Thắng – Khoa Hóa

học, trường Đại Học Vinh

Chúng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, các cán bộ trongTrung tâm Thí nghiệm đã giúp đỡ chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tàinày

Và lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã động viên, giúp đỡchúng tôi hoàn thành đề tài

Vinh, ngày tháng năm 2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Trọng Hoàng Thị Nga

Tóm Tắt

Nguyễn Duy Trọng, Hoàng Thị Nga lớp 51K Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Hóa Học, Trường Đại học Vinh Phân tích axit amin thủy phân trên một

số loài nấm tự nhiên bằng sắc ký lỏng cao áp (HPLC)

Giảng viên hướng dẫn:

Th.s Hoàng Văn Trung

Khóa luận được thực hiện trên 7 đối tượng là nấm tự nhiên, đây là các loài nấm lớn, có tác dụng to lớn đối với con người Vì vậy, thành phần dinh

dưỡng, đặc biệt là thành phần amino axit rất được quan tâm

Để thực hiện phân tích chúng tôi tiến hành xử lí mẫu và sử dụng máysắc kí lỏng cao áp (HPLC) của Trung tâm Kiểm định An toàn Thực phẩm vàMôi trường - Trường Đại học Vinh

Những kết quả đạt được:

Chúng tôi xác định được các điều kiện tách và định lượng axit amin bằngHPLC Xây dựng được đường chuẩn của các axit amin Khảo sát được giớihạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) của phương pháp

Từ đó phân tích và định lượng được các loại axit amin trong 7 mẫunấm tự nhiên

BẢNG KÍ HIỆU CÁC TỪ VIẾT TẮT

Viết tắt Tên đầy đủ Tên tiếng anh

AOAC Hiệp hội các nhà hoá học phântích chính thống Association of OfficialAnalytical Chemists

AQC hydroxysuccinimidyl cacbamatAminoquinolil-

Aminoquinolil- hydroxysuccinimidylcarbamate

EAA Axit amin thiết yếu Essential amino acidFMOC 9-florenylmetyl cloroformat 9-florenylmethylcloroformate

GC/FID Sắc ký khí detector ion hóangọn lửa Gas chromatography/ flameionization detectorGC/MS Sắc ký khí khối phổ Gas chromatography/ massspectrometryHPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao High performance liquidchromatography

NEAA Axit amin không thiết yếu Nonessential amino acidOPA ortho-phthalaldehyd/ ortho-phthaldialdehyd ortho-phthalaldehyd/ ortho-phthaldialdehydPITC Phenylisothioxyanat Phenylisothiocyanate

RP-HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao phangược

Reverse phase - Highperformance liquidchromatography

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Việt Nam là một trong những quốc gia có đa dạng sinh học cao trên thếgiới với khoảng 12000 loài thực vật bậc cao và 3000 loài động vật có xươngsống đã được mô tả, trong đó có những loài đặc hữu Cấu trúc địa chất độcđáo, địa lý thủy văn đa dạng, khí hậu nhiệt đới gió mùa đã góp phần tạo nên sự

đa dạng của hệ nấm Việt Nam, đây là nguồn có giá trị tài nguyên rất to lớn

Nấm có ý nghĩa rất quan trọng trong đời sống con người, chúng là

nguồn thực phẩm giàu chất dinh dưỡng (Termitomyces albuminosus, Macrocybe gegantea), là nguồn thức ăn quý được nhân dân ưa chuộng, chứa

nhiều protein, các chất khoáng và vitamin (A, B, C, D, E ) Nhiều loài nấmđược ứng dụng trong công nghiệp dược phẩm, là nguồn nguyên liệu để điều

chế các hoạt chất điều trị bệnh như: Laricifomes officinalis là nguyên liệu để

chiết aragicin dùng trong chữa bệnh lao hoặc dùng làm thuốc nhuận tràng hay

chất thay thế cho quinine Các chế phẩm từ nấm linh chi (Ganoderma) được

dùng để hỗ trợ điều trị nhiều bệnh như bệnh gan, tiết niệu, tim mạch, ung thư,

AIDS Trong quả thể của Ganoderma lucidum có các hoạt chất khác có hoạt

tính kháng virus Chúng có tác dụng kìm hãm sự sinh trưởng và phát triển của

virus HIV Các hoạt chất từ Ganoderma applanatum có hiệu lực chống khối u

cao, chúng được sử dụng trong điều trị ung thư: ung thư phổi, ung thư vú, ung

thư dạ dày Các dẫn xuất adenosine có trong Ganoderma capense và G amboinense có tác dụng giảm đau, giãn cơ, ức chế kết dính tiền tiểu cầu.

Nhiều hoạt chất từ linh chi có khả năng đào thải phóng xạ, hạn chế và loại trừnhững tổn thương do phóng xạ ở mô và tế bào

Protein trong nấm có giá trị dinh dưỡng cao hơn so với hầu hết cácprotein thực vật (Belitz & Grosch, 1999) [15] Axit amin cung cấp cho cơ thể

từ thực phẩm giàu protein Protein khi đi vào cơ thể được chuyển hóa thành 20

axit amin, trong đó có 8 axit amin thiết yếu (bắt buộc phải được cung cấp từthức ăn, thức uống) Axit amin là thành phần quan trọng thực hiện các chứcnăng đa dạng của cơ thể sống, là tiền thân của nhiều sinh chất quan trọng trong

cơ thể sống Axit amin tạo nên tế bào, phục hồi mô, tạo nên các kháng thểchống lại vi khuẩn và virut, là một phần của enzym và hệ thống hormone Nótạo nên ARN, AND vận chuyển oxi đi khắp cơ thể và tham gia vào hoạt độngcủa các cơ Sự thiếu hụt axit amin dẫn đến cơ thể mệt mỏi, hạ đường huyết, dịứn[64]

Hiện nay với sự phát triển của kỹ thuật phân tích, phương pháp sắc kýlỏng hiệu năng cao (HPLC) là phương pháp phân tích đơn giản, nhanh, có độtin cậy cao Trong những năm gần đây, HPLC được ứng dụng rộng rãi trongphân tích, đánh giá chất lượng thực phẩm như axit amin, vitamin, kháng sinh,phụ gia thực phẩm Xuất phát từ thực tế đó, chúng tôi lựa chọn đề tài :

“Nghiên cứu xác định hàm lượng các axit amin thủy phân trong một số loài nấm lớn ở vùng Bắc Trung Bộ bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC”.

2 Mục đích nghiên cứu

Xây dựng phương pháp tách và định lượng đồng thời các axit amintrong các loại nấm khác nhau, cung cấp số liệu về thành phần dinh dưỡng(axit amin) trong một số loại nấm được nghiên cứu

3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu xác định các axit amin trên loại nấm tự nhiên được thu thập

từ rừng Quốc gia Pù Mát, Phong Nha Kẻ Bàng thuộc vùng Bắc Trung Bộ.gồm:

- Mẫu nấm PL1

H1: Mẫu nấmPL1 H2: Mẫu nấm PL2 H3:Mẫu nấm PL3

H4: Mẫu nấm TH H5: Mẫu nấm Linh Chi H6: Nấm Linh Chi Đen

4 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng quan về nấm, các axit amin và phương pháp định lượng axit amin.

- Xác định các điều kiện tách và định lượng axit amin bằng HPLC

- Xây dựng đường chuẩn của các axit amin

- Khảo sát giới hạn phát hiện (LOD) và giới hạn định lượng (LOQ) củaphương pháp

- Đánh giá thống kê phương pháp phân tích:

+ Hiệu suất thu hồi

- Định lượng axit amin bằng phương pháp HPLC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN1.1 Nấm

1.1.1 Giới thiệu về nấm

- giới nấm ( tên khoa học: Fungi) bao gồm những sinh vật nhân chuẩn có

thành tế bào bằng kitin (chitin) Phần lớn phát triển dưới dạng các sợi đa bào

được gọi là sợi nấm (hyphae) tạo nên hệ sợi (mycelium), một số nấm khác lạiphát triển dưới dạng đơn bào Quá trình sinh sản (hữu tính hoặc vô tính) củanấm thường qua bào tử, được tạo ra trên những cấu trúc đặc biệt hay thể quả.Một số loài lại mất khả năng tạo nên những cấu trúc sinh sản đặc biệt và nhânlên qua hình thức sinh sản sinh dưỡng

Thật ngữ “Nấm” đã được sử dụng với nhiều cách khác nhau tại nhữngthời điểm khác nhau và ở các nước khác nhau Thuật ngữ nấm được sử dụngrộng rãi bao trùm tất cả các loại nấm lớn, hoặc tất cả các loại nấm với thân và

mũ, hoặc tất cả nấm thịt lớn Một cách sử dụng hạn chế hơn chỉ bao gồmnhững loại nấm lớn đó là có thể ăn được hoặc có giá trị chữa bệnh Nấm đượcđịnh nghĩa theo nghĩa rộng như sau: “Nấm là nấm lớn với quả thể phân biệt rõ

mà có thể là mọc trên mặt đất hoặc dưới đất và đủ lớn để thấy được bằng mắtthường và được thu hoạch bằng tay” (Chang và Miles, 1992) Theo địnhnghĩa này, nấm không cần phải là lớp nấm đảm, hoặc trên không, hoặc có thịt,hoặc ăn được Nấm có thể là lớp nấm túi hay nấm nang, mọc từ dưới lên, cómột kết cấu không nhiều thịt và không nhất thiết ăn được Định nghĩa nàykhông phải là hoàn hảo nhưng có thể chấp nhận được, nhưng có thể dùng đểđánh giá số lượng nấm trên trái đất (Hawksworth,2001)

- nấm được ứng dụng rộng rãi trong đời sống lẫn sản xuất, nhiều loàiđược sử dụng trong công nghệ thực phẩm, sử dụng làm thức ăn hoặc trongquá trình lên men Nấm còn được sử dụng làm chất kháng sinh, hooc môntrong y học và nhiều loại enzym Tuy vậy, nhiều loài nấm lại có chứa các chấthoạt động sinh học được gọi là mycotoxin, như ancaloit và polyketit, là nhữngchất độc đối với động vật và con người Một số laoif nấm được sử dụng đểkích thích hoặc trong các nghi lễ truyền thống với vai trò tác động lên trí tuệ

và hành vi của con người Vài loại nấm có thể gây ra các chứng bệnh cho conngười và động vật, cũng như bệnh dịch cho cây trồng, mùa màng và có thểgây tác động lớn đến an ninh lương thực và kinh tế

1.1.2 Phân loại nấm

Nấm là một giới riêng biệt khoảng 1,5 triệu loài, trong đó đã mô tảđược 69000 loài (Hawksworth, 1991)[30], sống khắp nơi trên trái đất từ hốctường đến thực vật, động vật và con người: bao gồm nấm men, nấm mốc vàcác loài nấm lớn Nấm là các sinh vật có nhân thực (được xếp vào nhómeukaryote) có vách tế bào bao bọc bên ngoài thường chứa chitinpolysaccharide, chất béo và protein Nấm không có chất diệp lục và do đókhông thể thực hiện quá trình quang hợp Do đó, nấm phải hấp thu chất dinhdưỡng từ các nguồn khác nhau Nấm sinh sản hữu tính hoặc vô tính và có bộmáy sinh dưỡng thường là dạng sợi có cấu trúc phân nhánh gọi là sợi nấm

Năm 1969 nhà khoa học người Mỹ R.H Whittaker [62] đã đưa ra hệthống phân loại sinh vật thành năm giới sau đây:

- Giới khởi sinh: Bao gồm vi khuẩn và tảo lam

- Giới nguyên sinh: Bao gồm một số loài đơn bào, một số nấm đơn bào

có roi và nhóm các động vật nguyên sinh

- Giới thực vật

- Giới nấm

- Giới động vật.

1.1.3 Đặc điểm dinh dưỡng của nấm

1.1.3.1 Chất khô, giá trị năng lượng

Hàm lượng chất khô trong nấm tươi là rất thấp, thường trong khoảng60-140g/kg và chủ yếu bao gồm carbohydrate, protein, chất xơ và khoángchất Thông thường, hàm lượng chất khô 100 g/kg đã được sử dụng để tínhtoán nếu giá trị thực tế là không rõ Hàm lượng nước cao và như vậy có ảnhhưởng đến kết cấu và tham gia vào tuổi thọ ngắn của quả thể

Hàm lượng lipid và chất khô thấp dẫn đến giá trị năng lượng thấp củanấm Các giá trị 86,4; 165; 126; 101 và 112 kJ/100g nấm tươi đã được báo

cáo cho các loài A bisporus, Lactarius deliciosus, Leucopaxillus giganteus, Sarcodon imbricatus và T portentosum (Barros et al., 2007a) [12] Các giá trị 118; 87,3; 131 và 159 kJ đã được tìm thấy cho các loài Cantharellus cibarius,

L nuda, Lycoperdon perlatum và Ramaria Botrytis (Barros, Venturini,

Baptista, Estevinho, & Ferreira, 2008) [13] Colak, Kolcuoglu, Sesli, và

Dalman (2007) xác định giá trị 155 kJ là của loài A rubescens và 259 kJ cho loài L Nuda [20] Do đó, nấm là một nguồn thực phẩm có giá trị năng lượng

thấp

1.1.3.2 Protein và axit amin

Nấm là một nguồn tuyệt vời của protein Giá trị dinh dưỡng của nấmchủ yếu liên quan đến hàm lượng protein của chúng Protein nấm được coi là

có chất lượng dinh dưỡng cao hơn so với protein thực vật (FAO, 1991) [27].Hàm lượng protein của nấm không chỉ phụ thuộc vào yếu tố môi trường và cácgiai đoạn trưởng thành của quả thể, mà còn phụ thuộc vào các loài khác nhau(Colak , Faiz , & Sesli , 2009) [19]

Các giá trị đã được công bố về hàm lượng protein trong 4 loài nấm ăn

phổ biến: agaricus bisporus (nấm mỡ), lentinula edodes (nấm hương), pleurotus spp (nấm sò), và volvariella volvacea (nấm rơm), đây là các loài

nấm trồng thương mại ở các nước khác nhau, chiếm từ 1,75-3,63% trọnglượng tươi của nấm [17] Hàm lượng protein trong nấm hoang, nhìn chung,cao hơn 2 lần so với măng tây và cải bắp, gấp 4 lần và 12 lần so với cam vàtáo tương ứng Với trọng lượng khô thì nấm thường chứa 19-35% protein, sosánh với 7,3% trong gạo, 13,2% trong lúa mì, 39,1% trong đậu tương và25,2% trong sữa Như vậy, hàm lượng protein thô của nấm xếp hạng thấp hơn

so với hầu hết thịt các loài động vật nhưng cao hơn hầu hết các loài thựcphẩm khác bao gồm sữa, thứ được sản xuất từ động vật [32]

Hàm lượng protein thô trong các loài nấm khác nhau cũng được báo cáo

bởi Bauer-pettrovska (2001) [14] Tác giả đã xác định được hàm lượng protein

thô trung bình là 32,6% dm (dry matter: chất khô) của 47 loài nấm hoang ở Hy

lạp Hàm lượng cao nhất là 48,8% dm và 51,2% dm có trong loài Calocybe gambosa và Macrolepiota mastoidea và thấp nhất chỉ 16,2% dm là trong loài

đủ các loại axit amin, trong đó có 8 loại axit amin cần thiết cho con người.Thành phần axit amin trong nấm gần bằng hoặc cao hơn so với protein đậu

nành, và thậm chí đối với một số loài nấm thành phần có thể tương tự như củatrứng gà (Yin and Zhou 2008) [66]

Theo FAO/WHO, nấm được coi là giàu axit glutamic, axit aspartic vàarginine, tuy nhiên, các protein của chúng là thiếu methionine và cysteine Các

axit amin hạn chế là leucine và lysine có trong L edodes và P ostreatus (nấm

sò tím) và P eryngii (nấm sò vua) Điều thú vị là hai loại axit amin không phổ

biến : axit γ -amino butyric và ornithine đã được phát hiện, hai chất này thểhiện các chức năng sinh lí quan trọng [42]

Hàm lượng của axit amin tự do trong nấm là thấp, chỉ khoảng 1% dm

Vì thế, sự đóng góp thành phần dinh dưỡng của chúng là bị hạn chế Tuynhiên, chúng tham gia vào hương vị của nấm Axit glutamic và alanin được

báo cáo là axit amin tự do phổ biến trong T portentosum and T terreum

(Díez & Alvarez, 2001) [23]

1.1.3.3 Lipid (chất béo)

Nấm ăn cung cấp một lượng chất béo thấp Nói chung, các axit béokhông bão hòa chiếm ưu thế hơn các axit béo bão hòa đặc biệt là axitpanmitic, axit oleic và axit linoleic, trong khi đó các axit béo còn lại chỉ được

tìm thấy với lượng nhỏ, ngoại trừ trường hợp loài Lactarius deliciosus nó có

chứa một lượng lớn của axit stearic Axit linolenic là tiền thân cho

1-octen-3-ol (còn gọi là nấm rượu), là hợp chất thơm chủ yếu có trong hầu hết các loạinấm, nó là thành phần đặc trưng và đặc sắc góp phần vào hương vị nấm [25]

Hàm lượng lipid tổng (chất béo thô) dao động chủ yếu từ 2% đến 6 %hàm lượng chất khô Trong thành phần axit béo, axit linoleic không bão hòa đa(C18 : 2), axit oleic không bão hòa đơn (C18 : 1) và axit palmitic bão hòa(C16 : 0) là phổ biến Tỷ lệ dinh dưỡng của axit bão hòa stearic (C18 : 0), vàđặc biệt là axit α -linolenic mong muốn (C18 : 2) thì thấp Hàm lượng các axit

béo khác chỉ ở mức độ thấp Hàm lượng của axit chuỗi nhánh và các axit béohydroxyl là không đáng kể ( Nedelcheva et al., 2007) [50]

Giá trị dinh dưỡng của chất béo trong nấm hoang là hạn chế vì hàmlượng lipid tổng là thấp và axit béo mong muốn n-3(axit béo omega-3) chiếm

tỉ lệ thấp

1.1.3.4 Cacbohydrat và chất xơ

Cacbohydrat thường chiếm một lượng phổ biến trong quả thể.Cacbohydrat tiêu hóa được tìm thấy trong nấm là mannitol (0,3-5,5 % dm)(Vaz et al., 2011) [59], glucozơ (0,5-3,6% dm) (Kim et al., 2009) [34] vàglycogen (1,0-1,6% dm ) (Díez & Alvarez, 2001) Cacbohydrat không tiêu hóachiếm một phần lớn trong tổng cacbohydrat của nấm, và các hợp chất chính làoligosaccarit và polysaccarit không tinh bột như chitin, β -glucan và mannan[61]

Chất xơ thô là nhóm cacbohydrat khó tiêu hóa Nó làm giảm mứccholesterol và lượng đường trong máu thấp hơn Lượng chất xơ hòa tan và

không hòa tan trong nấm Boleztus tương ứng khoảng 4-9% và 22-30% dm

(Manzi, Marconi, Aguzzi, & Pizzoferrato, 2004) [43] Một số nấm được tìm

thấy là ít chất xơ thô, ví dụ như loài Craterellus aureus và Sarcodon aspratus

là 5% dm, trong khi đối với nhiều loài khác, lên đến 40% dm như loài

Lactarius volemus (Yin and Zhou (2008) Trong nấm thì hàm lượng chất xơ

không hòa tan cao hơn so với chất xơ hòa tan β-glucan chiếm từ 4-13% tổnglượng chất xơ và sự dao động này phụ thuộc vào các loài nấm khác nhau

1.1.3.5 Vitamin

Nấm chứa nhiều vitamin chính bao gồm thiamin (vitamin B1), riboflavin(vitamin B2), niacin (vitamin B3), tocopherol and vitamin D (Cheung, 2010;Kalac, 2013) Một số tác giả đã xem nấm như một nguồn cung cấp vitamin

dựa trên hàm lượng cao của riboflavin (vitamin B2), niacin và của vitamin C,vitamin B1, vitamin D, β-caroten (tiền vitamin A), vitamin E và vitamin B12.Nấm giống như là nguồn thức ăn không động vật chứa vitamin D, và vì thếchúng là nguồn vitamin D tự nhiên cho người ăn chay Hàm lượng vitamin D2

là đáng kể trong một số loài nấm hoang dã, nhưng nó gần như vắng mặt trongcác loài nấm trồng [45]

Quá trình nấu và chế biến công nghiệp đã được phát hiện là có ảnhhưởng đến hàm lượng vitamin trong sản phẩm Vitamin B1 và B2 bị mất trong

quá trình chế biến công nghiệp (đóng hộp) của loài Boletus ở mức 21-57% và

8-74%, tương ứng (Zhou and Yin, 2008)

1.1.3.6 Thành phần khoáng chất

Nấm là một nguồn tốt của các nguyên tố khoáng Nguyên tố khoáng cóhàm lượng cao nhất là kali, tiếp theo là photpho, natri, canxi và magie Chúngđược coi là thành phần nguyên tố khoáng chính, và đồng, kẽm, sắt, mangan,cadimi là những nguyên tố khoáng phụ

Tính toán nồng độ thành phần của K, P, Na, Ca và Mg chiếm khoảng56-70% tổng hàm lượng tro [36] K là phong phú và chiếm khoảng gần 45%tổng hàm lượng tro Hàm lượng tro trong nấm thường chiếm từ 5-12% trọnglượng khô Nhìn chung, hàm lượng tro của nấm có phần cao hơn hoặc tươngđương với hầu hết các loại rau Nấm chứa hàm lượng cao của photpho, kali vàtương đối cao của magiê Tuy nhiên, một số nguyên tố còn lại sẵn có trongnấm vẫn chưa được biết hàm lượng

Điểm lưu ý đặc biệt là sự tích tụ trong nấm vết kim loại nặng, đặc biệt làcác nguyên tố độc hại như cadimi, chì và thủy ngân, thường có mặt trong các

chất nền nuôi cấy Thật vậy, loài L edodes được chứng minh là tích trữ một lượng cadimi hiệu quả, trong khi loài A bisporus, P ostreatus, L edodes và

một số loài thuộc chi Boletus tự nhiên giàu selen [26]

1.1.3.7 Thành phần hương vị

Hương vị đặc trưng của nấm được đánh giá cao bởi nhiều người tiêudùng Hàng trăm hợp chất có mùi đã được xác định Theo cấu trúc hóa học củacác hợp chất này thì chúng có thể được phân loại là chất dẫn xuất của octan vàocten, tecpen, dẫn xuất của benzandehit, hợp chất của lưu huỳnh và nhữngchất khác (Gross và Asther, 1989) [28]

Hương vị đặc trưng của nấm hoang có thể được phân thành: thànhphần không bay hơi (vị) và các thành phần dễ bay hơi (mùi) Các hợp chất dễbay hơi khác nhau như tecpen, các dẫn xuất của octan, 1- octen và 2 -octen,rượu và este của chúng với các axit béo dễ bay hơi, xeton là những hợp chấtthơm chính trong nấm, hình thành nên hương vị rất đặc trưng của nấm Vai tròchính được gán cho" nấm rượu " 1- octen -3 -ol Vị độc đáo của nấm được gáncho axit amin tự do, 5’-nucleotit và đường hòa tan Hàm lượng các axit amin

và 5’-nucleotit trong nấm cục lần lượt là 1,5–7,1 và 0,6–1,2 mg/g Cả hai loạithành phần này đều thấp hơn so với sợi nấm sau khi lên men ( Liu , Li , &Tang, 2012) [37]

1.1.3.8 Thành phần chất chống oxi hóa

Ngoài thành phần dinh dưỡng của nấm, một số loài nấm ăn rất giàu cáchợp chất có hoạt tính sinh học, có khả năng chống oxi hóa cao Hàm lượng củacác hợp chất hoạt tính sinh học có thể thay đổi đáng kể trong nấm ăn được, vìnồng độ của các chất bị ảnh hưởng bởi sự khác biệt trong chất nền, điều kiệntrồng trọt và điều kiện đậu quả, giai đoạn phát triển, tuổi của nấm tươi, điềukiện bảo quản, chế biến…

Các hợp chất phenolic có thể là phần đóng góp quan trọng nhất cho khảnăng chống oxy hóa của nấm ăn (Guo et al., 2012 ) [29] Barros et al báo cáo

rằng nồng độ flavonoit (hợp chất phenolic) từ khoảng thấp hơn 0,47 đến caohơn 16,56 mg/g trong nấm hoang dã [11] Quercetin, catechin, axit p-coumaric, axit caffeic và axit gallic là các phenolic chính Quercetin là thành

phần chính trong C ventricosum (66,7 mg/kg dm) và catechin là thành phần chính trong L amethystea (34,4 mg/kg dm) (Liu, Sun et al., 2012) [38]

Ergothionin là một hợp chất thiol hòa tan trong nước, là một chất chốngoxy hóa tuyệt vời trong cơ thể Hàm lượng ergothionin từ 48 đến 2851 mg/kg

dm cho 29 loài nấm (Chen, Ho, Hsieh, Wang, & Mau, 2012) [18] Vì vậy, nấm

ăn được từ tự nhiên có vẻ phong phú về ergothionin và có thể cải thiện khảnăng chống oxy hóa trong các bữa ăn

1.1.3.9 Thành phần có hại và kháng dinh dưỡng của nấm ăn

Các thành phần nguy hiểm của nấm độc đã được nghiên cứu rộng rãi.Tuy nhiên, một số hợp chất tự nhiên gây hại cũng có ở các loài nấm ăn Sựquan tâm đã được tập trung vào các hiđrazin với hoạt tính gây ung thư, hợp

chất agaritin có trong loài nấm Agaricus spp (Andersson & Gry, 2004) và gyromitrin trong loài Gyromitra esculenta ( Karlson - Stiber & Persson, 2003).

Hoạt tính ức chế của trypsin được quan sát thấy ở nhiều loài nấm phát triểnhoang dã với sự khác biệt đáng kể trong các loài khác nhau (Vetter, 2000)[60]

Nicotin là một ankaloit dồi dào có trong thuốc lá Tuy nhiên, nicotin làlần đầu tiên ngẫu nhiên được chiết xuất từ các mẫu nấm với nước dưới tácđộng của năng lượng vi sóng Theo cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu(EFSA) tuyên bố, mức dư lượng tối đa tạm thời (MRLs) của nicotine là 0,036cho nấm hoang dã tươi và 1,17 mgkg-1 cho nấm hoang dã khô (Cavalieri,Bolzoni, & Bandini, 2010) [16]

1.1.4 Vai trò của nấm trong tự nhiên và trong đời sống con người

Một định nghĩa được thừa nhận rộng rãi về thực phẩm chức năng cungcấp bởi Viện Khoa học đời sống quốc tế ở Châu âu ( ILSI Europe) phát biểurằng "một loại thực phẩm có thể được coi là "chức năng " nếu nó được chứngminh là có tác động có lợi cho một hoặc nhiều chức năng trong cơ thể, ngoàitác dụng cung cấp đầy đủ dinh dưỡng, còn liên quan đến việc cải thiện tìnhtrạng sức khỏe và giảm nguy cơ mắc bệnh" [24] Nấm từ lâu đã được ưachuộng như một loại thực phẩm ngon và giàu chất dinh dưỡng Nấm ăn có lợitrong việc cải thiện điều kiện dinh dưỡng của chế độ ăn khi chúng được dùngnhư một loại rau trong cuộc sống hàng ngày Các nghiên cứu rộng rãi đã chothấy rằng các loài nấm khác nhau có giá trị trong việc ngăn ngừa và điều trịmột số bệnh của con người Vì vậy, các loại nấm được coi là một thực phẩmchức năng

 Nấm là nguồn dược phẩm

Y học cũng đã sử dụng nấm từ thời xa xưa Nấm dược liệu đã có mộtthời gian dài được dùng trong phương pháp điều trị cổ truyền Gilmore (1919)

cũng đã công bố rằng loài nấm Calvatia gigantean (nấm trứng), được thu

hoạch để sử dụng như một chất cầm máu cho bất kì vết thương nào, đặc biệt làdùng cầm máu cho rốn trẻ sơ sinh Sự quan tâm của các nhà khoa học trên loàinấm là đang được phát triển vì chúng là nguồn chính của dược phẩm mới tiềmnăng và bổ sung vào chế độ ăn uống [52]

Nhiều chất kháng sinh quan trọng được chiết rút từ nấm Chẳng hạnnhư penicilium được phát hiện và sau đó được phát triển như chất điều trị y tếchống nhiễm khuẩn Penicillin có lẽ là nổi tiếng nhất của tất cả các loại thuốckháng sinh, có nguồn gốc từ một loại nấm thông thường gọi

là Penicillium Nhiều loại nấm khác cũng sản xuất các chất kháng sinh, mà

hiện nay được sử dụng rộng rãi để kiểm soát bệnh trong người và độngvật Việc phát hiện ra kháng sinh là một cuộc cách mạng chăm sóc sức khỏe

trên toàn thế giới.

Nhiều đặc tính có lợi của nấm dùng phòng ngừa và điều trị một số bệnh

đã được mô tả bao gồm: chống oxi hóa, kháng u , điều hoà miễn dịch , khángvirut, kháng khuẩn, ký sinh trùng và hiệu quả trong trị đái tháo đường; nấmcòn có tác dụng ngăn ngừa các bệnh như cao huyết áp, tăng cholesterol máu,

xơ vữa động mạch và ung thư do các thành phần hóa học cụ thể của nấm vàcác hợp chất có hoạt tính sinh học khác nhau Sản phẩm chữa bệnh quan trọng

có thể được phân lập từ nấm ăn được và nấm không ăn được Ngày naykhoảng 7000 loài nấm là ăn được ở mức độ khác nhau Ngoài ra, 2000 loài đãđược đề xuất có đặc tính chữa bệnh [44]

Ví dụ, hiện nay sự quan tâm lớn đó là β-glucan trong nấm vì những ảnhhưởng tích cực của nó đến sức khỏe [51] β-glucan trong nấm được coi là hợpchất chức năng bởi vì chúng xuất hiện để điều chỉnh miễn dịch dịch thể và tếbào, và có tác dụng có lợi trong việc đấu tranh chống lại nhiễm trùng, bêncạnh đó nó cũng làm giảm cholesterol trong máu Gần đây, chất này đã đượcchứng minh có đặc tính kháng độc tế bào, kháng đột biến, là ứng cử viên đầyhứa hẹn trong dược phẩm [41] Nhiều loại nấm ăn chất lượng retin cao là yếu

tố làm chậm sự phát triển tế bào ung thư, gần đây Nhật Bản còn phát hiệnnhiều hợp chất trích từ nấm như glucan (thành phần cấu tạo tế bào vách củanấm), chất leutinan (từ nấm đông cô) có khả năng ngăn chặn sự phát triển củakhối u – chống ung thư

Ở Việt Nam, các loài nấm có thể dùng làm dược liệu có khoảng hơn

200 loài trong đó có rất nhiều loài là dược liệu quý như: linh chi một năm,linh chi sò, linh chi nhiều năm, nấm lỗ phấn nhiều năm, nấm vân chi, nấmhương, nấm kim châm, mộc nhĩ,…Những nghiên cứu bước đầu về các chất cóhoạt tính sinh học của một số nấm lớn Việt Nam cho thấy chúng rất giàu các

chất có trọng lượng phân tử lớn như polysaccarit, lectin…và các chất có trọnglượng phân tử nhỏ như flavonoid, steroid…có tác dụng chống viêm, tăngcường đáp ứng miễn dịch, hỗ trợ điều trị các bệnh hiểm nghèo như ưng thư,suy giảm miễn dịch, tiết niệu, tim mạch…(Trịnh Tam Kiệt, 2011)[5].

 Nấm là nguồn thực phẩm

Nấm là thực phẩm phổ biến từ thời cổ đại không chỉ vì hương vị , màcòn vì giá trị dinh dưỡng cao Nấm đã được sử dụng trong nhiều năm như thựcphẩm dinh dưỡng và hương liệu thực phẩm trong các món súp và nước sốt ,

do hương vị độc đáo và tinh tế của chúng

Từ rất lâu nấm được coi là một loại thực phẩm đặc biệt Người Hy lạp

đã tin tưởng rằng nấm cung cấp sức mạnh cho các chiến binh trong các trậnchiến Các vị vua tự hào nấm như một món ăn, các vị La mã coi nấm như “thực phẩm của các vị thần” và chúng chỉ phục vụ vào các dịp lễ hội NgườiTrung quốc coi nấm như là nguồn thực phẩm sức khỏe, “ thuốc trường sinhcủa cuộc sống” Người Ấn độ Mexico sử dụng nấm như là chất gây ảo giáctrong nghi lễ tôn giáo và ma thuật tốt như là trong mục đích chữa bệnh [55]

Thường được nhóm với các loại rau, nấm cung cấp nhiều thuộc tínhdinh dưỡng, cũng như các thuộc tính thường được tìm thấy trong thịt, đậuhoặc các loại ngũ cốc Nấm là ít calo, không có chất béo, cholesterol và natrirất thấp, nhưng chúng cung cấp một số chất dinh dưỡng mà thường được tìmthấy trong các loại thực phẩm động vật hoặc các loại ngũ cốc [57] Giống nhưtất cả các loại trái cây và rau quả, nấm tự nhiên không có gluten, nên bổdưỡng với một chế độ ăn không có gluten Nấm có đủ các chất hữu cơ cần chonhu cầu dinh dưỡng của người như protein, gluxit, lipit, vitamin, muối khoáng

và nhiều loại enzim rất lợi cho tiêu hoá và có giá trị dinh dưỡng cao

Nấm ăn Việt Nam có hơn 200 loài trong đó khoảng 50 loài là nấm ăn

quý Tuyệt đại đa số nấm ăn Việt Nam thuộc các đại diện của nấm ĐảmBasidiomycota và một số ít thuộc nấm túi Ascomycota Có thể kể một số ví dụnhư: mộc nhĩ, nấm hương, nấm rơm, ngân nhĩ, nấm thong, nấm chàm, nấmbào ngư, nấm kim châm, nấm ngọc châm…(Trịnh Tam Kiệt, 2011)

 Ngoài ra, các loài nấm có khả năng ứng dụng trong công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường.

Những loài nấm có khả năng sinh enzim và một số hoạt chất quý có thểđược ứng dụng trong công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường

Nấm là bộ phận quan trọng trong công nghệ lên men Các loài nấm mennhư saccaromyces được dùng để oxi hóa đường thành etanol và khí cacbonic.Quá trình này gọi là sự lên men rượu Và ứng dụng trong làm rượu vang, bia

và bánh mỳ, phomat và một số các sản phẩm đậu nành…

Các loài nấm hoại sinh đóng vai trò quan trọng trong chu trình tuầnhoàn vật chất và năng lượng trong thiên nhiên Nấm hoại sinh sử dụng hệ mencủa chúng để phân giải các chất hữu cơ, các cành lá khô của thực vật thànhchất mùn, chất khoáng Nấm có thể phân giải các chất hữu cơ phức tạp thànhcác chất đơn giản, đặc biệt là các chất khó phân giải như cellulose, ligninthành chất vô cơ; và có thể đồng hoá các chất đơn giản thành các chất phứctạp Do đó, nó là yếu tố quan trọng làm tăng độ phì nhiêu của đất

Các nấm cộng sinh hình thành rễ nấm (mycorrhiza) cộng sinh với thựcvật có thể ứng dụng trong lâm nghiệp, đặc biệt trong việc trồng rừng, như

loài P.tinctorius hình thành rễ nấm cộng sinh chặt chẽ với rễ cây thông, giúp

cây tăng cường sự hấp thụ vận chuyển các yếu tố dinh dưỡng như: N, P, K,Ca nên nó được ứng dụng trong các dự án tái sinh hoặc trồng mới các rừngthông nhựa, bạch đàn ở các vùng đất nghèo dinh dưỡng hay đất cát

 Ngoài lợi ích của nấm, có một số loài gây hại

Một số loài nấm độc có thể gây ngộ độc, đôi khi gây chết người

như: Amanita muscaria, A phalloides hình thành các chất độc amanitin,

phalloidin rất độc, nếu ăn khoảng vài miligam (0,003 - 0,005g) có thể làm chếtmột người

Một số nấm ký sinh gây bệnh ở thực vật, đặc biệt ở một số cây trồng,cây rừng làm thay đổi tính chất lý hoá và cơ học của cây, làm cho cây chếthoặc bị yếu và gãy đổ, tác hại đến các ngành nông - lâm nghiệp Nấm ký sinh

gây bệnh mục lõi (heart rot pathogens) như: Phellinus conchatus, P.punctatus, Laricifomes officinalis; nấm ký sinh gây bệnh mục rễ (root rot pathogens) như Phaeolus schweinitzii gây bệnh mục rễ ở rễ cây thông

Các loài nấm độc ở Việt Nam cũng khá phong phú Những nghiên cứubước đầu đã chỉ ra danh lục của hơn 30 loài (Trịnh Tam Kiệt, 2008)[6] Trong

số đó, nhóm nguy hiểm nhất là các loài gây ngộ độc chết người như: nấm độcxanh đen, nấm độc tán trắng, nấm độc trắng hình nón Một số loài nấm độckhác gây ngộ độc thần kinh, tiêu hóa, gây ảo giác khác cũng rất nguy hiểm,như: nấm ruồi, nấm độc đỏ, nấm độc nấu, nấm độc rỉ sắt, nấm ô phiến xanh…

1.2 Axit amin

1.2.1 Định nghĩa và cấu trúc

Axit amin (amino axit) là loại hợp chất hữu cơ tạp chức mà phân tửchứa đồng thời nhóm amin (NH2) và nhóm cacboxyl (COOH) Trong hóasinh,thuật ngữ này còn dùng để chỉ alpha axit amin: những axit amin mà trong

đó nhóm amin và nhóm cacboxyl gắn vào cùng một nguyên tử cacbon, nên gọi

là α–cacbon

Vì nhóm COOH có tính axit, nhóm NH2 có tính bazơ nên ở trạng tháikết tinh axit amin tồn tại ở dạng ion lưỡng cực Trong dung dịch, dạng ionlưỡng cực chuyển một phần nhỏ thành dạng phân tử:

Dạng phân tử dạng ion lưỡng cực

Tất cả các axit amin có ít nhất 2 nhóm ion hóa, điện tích chuẩn của axitamin phụ thuộc vào giá trị pH Nhóm COOH của nguyên tử Cα có pka vàokhoảng 1,8 – 2,8 do đó nó có độ axit mạnh hơn các monocacboxylic thôngthường khác Tính bazơ của NH2 ở nguyên tử Cα cũng thay đổi, pka vàokhoảng 8,8 – 10,6 tùy thuộc vào từng axit amin

Trong tự nhiên axit amin tồn tại chính ở dạng α-axit amin, phần lớn cácaxit amin có bốn phần tử khác nhau có khả năng thay thế ở vị trí C-2 (Cα).Nguyên tử Cα không có trung tâm đối xứng nên các axit amin có đồng phânquang học là L - và D - axit amin, chỉ có glycin là không có đồng phân quanghọc (R = H) Trong tự nhiên chủ yếu tìm thấy ở dạng L – axit amin, D – axitamin chỉ tìm thấy trong vi khuẩn, vách tế bào vi khuẩn

Bảng 2.1: Cấu trúc của 20 axit amin tiêu chuẩn

L-Alanin

L-Arginin L-Asparagin Axit L-Aspartic L-Cystin

C N H

H

 H C O

R

C

N+H

H

H

R C O O _

L-Histidin L-Glutamin L-Glycin Axit L-Glutamic L-isoleucin

L-Leucin L-Lysin L-Methionin L-Phenylalanin L-Prolin

L-Serin L-Thrionin L-Tryptophan L-Tyrosin L-Valin

1.2.2 Phân loại

Có hơn 100 axit amin đã được tìm thấy trong tự nhiên Trong đó có 20loại axit amin được mã hóa bởi mã di truyền chuẩn và được gọi làproteinogenic hay axit amin tiêu chuẩn Việc kết hợp các axit amin tiêu chuẩnnày tạo ra protein thiết yếu cho việc cấu thành cơ thể người Axit amin là đơn

vị cấu trúc cơ bản xây dựng nên các khối protein

Có nhiều cách để phân loại axit amin: các axit amin có thể phân loạitheo hai quan điểm: Quan điểm hoá học và quan điểm sinh vật học

 Quan điểm hoá học : ( Xét về mặt cấu tạo phân tử và các hoá

tính)

Có thể phân loại dựa vào cấu trúc của mạch bên (nhóm R):

- Nhóm kị nước (Hydrophobic), gồm: glycin, alanin, valin, leucin,

isoleucin tất cả đều chứa mạch bên là ankyl (trừ glycin mạch bên là nguyên tửhidro) Như vậy, mạch bên của chúng đều không phân cực và do đó kị nước.Các axit amin nhóm này được gọi là axit amin kị nước.

- Nhóm ưa nước (Hydrophilic), gồm: serin và threonin chứa nhómhydroxyl ở mạch bên Vì các nhóm hydroxyl là phân cực và có khả năng liênkết hydro, nên các axit amin này là ưa nước

- Nhóm chứa lưu huỳnh: gồm cystein, methionin Axit amin cystein trong điều kiện thích hợp có thể liên kết với một phân tử cystin khác quamạch bên của nó Kết quả là tạo liên kết giữa hai nguyên tử lưu huỳnh của haiphân tử cystein và được gọi là cầu disunfua Phân tử mới hình thành được gọi

là cystin Khả năng của cystein để tạo cầu disunfua sẽ tạo ra ý nghĩa quantrọng trong việc duy trì cấu trúc của một số protein

- Nhóm axit cacboxylic: nhóm này bao gồm các axit amino có mộtnhóm axit cacboxylic thứ hai như là một phần của mạch bên, gồm axitaspartic và axit glutamic Do tính axit của nhóm axit cacboxylic mạch bên, cácaxit amin không chỉ phân cực mà còn có thể trở nên tích điện âm bởi vì, trongdung dịch, các proton axit được chuyển cho một phân tử nước, để lại một ioncarboxylat mang điện tích âm

- Nhóm amit: hai axit amin rất giống với nhóm ở trên, nhưng mạch bênchứa các nhóm amit thay vì nhóm axit cacboxylic Nhóm amit là -CONH2trong cấu trúc đặc Các amit hình thành từ axit glutamic được gọi là glutamin

và amit hình thành từ axit aspartic được gọi là asparagin

- Nhóm amin: nhóm này bao gồm ba axit amin có chứa một hay nhiềunhóm amin trong mạch bên: lysin, arginin và histidin Vì các nhóm amin cóthể nhận proton, chúng là bazơ và các axit amin này được coi là axit aminbazơ Trong dung dịch chúng có thể nhận một proton từ nước trở nên mang

điện tích dương.

- Nhóm thơm: gồm ba axit amin có mạch bên chứa các cấu trúc vòngthơm: phenylalanin, tyrosin và tryptophan Bởi vì có nhóm hydroxyl nêntyrosine là phân cực Tryptophan là không phân cực mặc dù có các nguyên tửnitơ trong vòng của nó Điều này là do kích thước lớn của hai vòng kết hợp.Phenylalanin cũng không phân cực

- Nhóm imido là axit amin cuối cùng, prolin, điểm khác thường là mạchbên uốn lại để tạo thành một vòng bằng cách liên kết với nhóm amin Trênthực tế, phân tử này là một axit imodo hơn là một axit amin

 Quan điểm sinh vật học [1, 63]

Dựa trên cơ sở sự tăng trưởng hay sự cân bằng nitơ (là tổng hợp proteintrong toàn bộ cơ thể) các axit amin có truyền thống được phân loại là chất dinhdưỡng thiết yếu (không thể thiếu) hoặc không thiết yếu đối với người vàđộng vật:

- Axit amin thiết yếu (essential amino acid -EAA) hay còn gọi là axit amin không thể thay thế được là những axit amin có bộ khung cacbon không được tổng hợp bởi các tế bào của người và động vật, do đó, phải được cung cấp từ chế độ ăn uống Trong số 20 axit amin tiêu chuẩn, có chín axit amin thiết yếu: valin, leucin, isoleucin, lysin, threonin, methionin, histidin,

phenylalanin và tryptophan, trong đó histidin là axit amin thiết yếu cho trẻ em

- Axit amin không thiết yếu (nonessential amino acid -NEAA) hay gọi

là axit amin thay thế được: tức là loại axit amin mà cơ thể người và động vật

có thể tự tổng hợp được từ các nguyên liệu sẵn có (các axit béo, amiac,amit ) Axit amin không thiết yếu bao gồm: alanin, arginin, axit aspartic,cytin, axit glutamic, glycin, serin, prolin, tyrosin, glutamine, asparagin

Các axit amin không thiết yếu tuyệt đối không được hiểu lầm là không

cần, mà chỉ vì chúng có thể được tổng hợp được trong cơ thể, nếu trong thức

ăn có thiếu cũng không quan trọng lắm

1.2.3 Tính chất hóa lý của axit amin

1.2.3.1 Tính chất lưỡng tính

Axit amin có tính chất lưỡng tính tức là vừa có tính axít vừa có tínhbazơ Phân tử axit amin có nhóm amin và nhóm cacboxyl trong phân tử Ở pHtrung tính axít amin tồn tại ở dạng ion lưỡng cực và trạng thái ion phụ thuộcvào pH của môi trường Khi đặt axít amin trong điện trường thì tuỳ thuộc vào

pH mà di chuyển về catôt hay anôt, ở một pH nào đó thì axít amin không dichuyển về bên nào, đó là điểm đẳng điện của axít amin

H2N-R-COOH + H+ H3N+-R-COOH

H2N-R-COOH + OH- H2N-R-COO- + H2O

1.2.3.2 Tác dụng với ancol tạo hợp chất chứa nhóm chức este

H2N-R-COOH + R’OH khí HCl bão hòa H2N-R-COOR’ + H2O

1.2.3.3 Amino axit tham gia phản ứng trùng ngưng, đồng trùng ngưng tạo đipeptit, tripeptit,…, polipeptit

Những peptit có nhiều hơn 50 axit amin được xếp loại là protein

 Ngoài ra axit amin còn có một số tính chất riêng như sau:

- Axit amin có khả năng kết tinh

- Bền với nhiệt độ khoảng 100°C đến 200°C trong 2 giờ

- Khá bền trong môi trường axit, không bền trong môi trường kiềm(trong môi trường axit chỉ có trytophan bị phá hủy)

- Tính chất đồng phân quang học (hoạt quang)

- Tất cả các axit amin đều có đồng phân quang học (trừ glyxin)

- Đa số các axit amin tự nhiên đều tồn tại ở dạng L - axit amin (chỉ ởdạng này thì các axit amin có giá trị dinh dưỡng cho con người và động vật).

1.2.4 Vai trò của các axit amin

Các axit amin là cơ sở của sự sống bởi vì chúng đóng vai trò trung tâmtrong việc xây dựng khối protein và còn là hợp chất trung gian của các quátrình trao đổi chất Axit amin đóng vai trò quan trọng trong chế độ dinh dưỡngcủa con người, động vật và trong việc duy trì sức khỏe Để hiểu được axitamin quan trọng như thế nào, chúng ta cần biết protein cần thiết như thế nàocho cuộc sống Đó là protein cung cấp cấu trúc cho tất cả các sinh vật sống.Mọi sinh vật sống, từ động vật lớn nhất cho tới vi khuẩn nhỏ nhất, đều chứaprotein Nhờ quá trình tiêu hoá protein thức ăn được phân giải thành axit amin.Các axit amin từ ruột vào máu và tới các tổ chức, tại đây chúng được sử dụng

để tổng hợp protein đặc hiệu cho cơ thể [53, 63]

Người ta đã phân loại được nhiều axit amin khác nhau và những axitamin này sẽ giúp cơ thể khỏe mạnh khi chúng được hấp thu vào cơ thể Trênthực tế, có 8 loại axit amin liên kết chặt chẽ với nhau, kích thích cơ thể pháttriển mạnh mẽ Nếu thiếu 1 trong 8 loại quan trọng này có thể dẫn đến một số

bệnh nguy hiểm đáng tiếc xảy ra

Vai trò của các axit amin không chỉ giới hạn ở sự tham gia của chúngvào tổng hợp protein trong cơ thể mà chúng còn có nhiều chức năng phức tạp

và quan trọng khác, sau đây là vai trò của các axit amin thiết yếu:

Lysin là một trong các axit amin quan trọng nhất Đây là một trong bộ

ba axit amin được đăc biệt chú ý khi đánh giá chất lượng dinh dưỡng củakhẩu phần (lysin, tryptophan, methionin) Nó là cần thiết cho sự phát triểnxương ở trẻ em; nó giúp hấp thu canxi và duy trì một sự cân bằng nitơ thíchhợp ở người lớn Amino axit này hỗ trợ trong việc sản xuất các kháng thể,

kích thích tố và các enzym, và giúp trong việc hình thành collagen và phụchồi mô.Thiếu lysine trong thức ăn dẫn đến rối loạn quá trình tạo máu, hạ thấp

số lượng hồng cầu và hemoglobin Ngoài ra khi thiếu lysine cân bằng protein

bị rối loạn, cơ suy mòn, quá trình cốt hoá bị rối loạn và có hàng loạt các biếnđổi ở gan và phổi, không có khả năng tập trung, dễ cáu gắt, thiếu năng lượng,chán ăn, rối loạn sinh sản, tăng trưởng chậm, và giảm cân

Nguồn cung cấp lysin là những thực phẩm giàu protein nhưtrứng, thịt (đặc biệt là thịt đỏ, thịt cừu, thịt lợn và gia cầm), đậu nành , đậu vàđậu Hà Lan, pho mát, và một số loại cá (như cá tuyết và cá mòi )[58]

Tryptophan một loại chất dẫn truyền thần kinh quan trọng có thể tạo

ra trong não người, chất 5- hydroxytryptamin có tác dụng trung hoà adrenalin

và norađrenalin, đồng thời cải thiện được thời gian liên tục của giấc ngủ Khichất 5-hydroxytryptamin trong não động vật giảm, sẽ có biểu hiện hành vikhông bình thường, kể cả mất ngủ, Ngoài ra, chất 5- hydroxytryptamin còn

có trong các tổ chức tiểu cầu và tế bào niêm mạc ruột, có tác dụng làm comạch máu rất mạnh Con người khi bị thương trong cơ thể sẽ phóng thíchchất 5-hydroxytryptamin để cầm máu Tryptophan giúp chống lại trầm cảm

và mất ngủ và để ổn định tâm trạng, tốt cho tim và tăng cường sự giải phóngcủa hormone tăng trưởng[49]

Các nguồn thực phẩm tốt nhất của tryptophan bao gồm gạo lức, phômai, thịt, đậu phộng, và protein đậu nành

Methionin là một axit amin thiết yếu mà hỗ trợ trong quá trình phân

hủy chất béo, từ đó giúp ngăn chặn sự tích tụ của chất béo trong gan và độngmạch có thể gây cản trở lưu lượng máu đến não, tim và thận Quá trình tổnghợp các axit amin cystin và taurin có thể phụ thuộc vào sự sẵn có củamethionin Axit amin này sẽ giúp hệ tiêu hóa; giúp giải độc các tác nhân có

hại như chì và các kim loại nặng khác; giúp giảm suy nhược cơ bắp, ngănngừa tóc giòn, và bảo vệ chống lại bức xạ; và có lợi cho những người bị loãngxương hoặc dị ứng hóa học Cơ thể có thể chuyển đổi methionin thành cystin,một tiền chất của glutathion Khi glutathion là một chất trung hòa quan trọngcủa chất độc trong gan, nó bảo vệ gan khỏi tác hại của các hợp chất độc hại

Nguồn thực phẩm tốt methionine bao gồm đậu, trứng, cá, tỏi, đậu lăng,thịt, hành tây, đậu nành, hạt và sữa chua

Phenylalanin: trong cơ thể, nó có thể được chuyển đổi thành axit amin

tyrosin, chất này lần lượt được sử dụng để tổng hợp hai dẫn truyền thần kinhquan trọng thúc đẩy sự tỉnh táo: dopamine và norep-inephrine Do mối liênquan với các hoạt động của hệ thống thần kinh trung ương, axit amin này cóthể nâng cao tinh thần, giảm đau, trợ giúp trong bộ nhớ và học tập, và ngănchặn sự thèm ăn Nó có thể được sử dụng để điều trị viêm khớp, trầm cảm,

đau bụng kinh, đau nửa đầu, béo phì, bệnh Parkinson và tâm thần phân liệt

Phenylalanine có trong sữa, hạnh nhân, bơ, lạc, các hạt vừng

Isoleucin, leucin và valin: cả 3 loại này đều là các axit amin thiết yếu.

Trong kết cấu của chúng đều là mạch nhánh (mạch bên hoặc phần nhánh); gọi

là các axit amin mạch nhánh

Các axit amin mạch nhánh chủ yếu là các axit amin tiến hành sự oxyhóa ở cơ xương, còn các axit amin khác phần nhiều là ôxy hóa ở gan Trongcác trạng thái kích ứng như phẫu thuật, chấn thương, thì sự hợp thành vàphân giải protein có vai trò quan trọng riêng biệt Các axit amin mạch nhánh

có thể làm nguyên liệu để tổng hợp protein cơ bắp và sẽ bị cơ bắp dùng làmnguồn cung ứng ôxy hóa cho các chất là nguồn năng lượng; ngoài ra, người

ta còn phát hiện thấy leucin cơ thể kích thích sự tổng hợp riêng protein, đồngthời khống chế sự phân giải nó, những năm gần đây đã khiến cho rất nhiều

học giả phải chú ý tới trong nghiên cứu về dinh dưỡng ngoại khoa và dinhdưỡng cho vận động viên.

Nguồn tự nhiên của leucine bao gồm gạo lức, đậu, thịt, các loại hạt, bộtđậu nành và lúa mì Nguồn thực phẩm của valin bao gồm các sản phẩm sữangũ cốc, thịt, nấm, đậu phộng, và protein đậu nành

Threonin là một axit amin thiết yếu giúp duy trì sự cân bằng protein

thích hợp trong cơ thể Nó quan trọng cho sự hình thành collagen vàelastin Threonine có ở tim, hệ thống thần kinh trung ương, và cơ xương, vàgiúp ngăn ngừa chất béo tích tụ trong gan Nó tăng cường hệ thống miễn dịchbằng cách trợ giúp trong việc sản xuất các kháng thể

Nguồn thực phẩm chứa nhiều threonin: thịt, cá, trứng, lạc, hạt điều

Histidin là một axit amin thiết yếu quan trọng trong sự tăng trưởng và

phục hồi các mô Nó còn có tác dụng hình thành màng chắn myelin, một chấtbảo vệ bao quanh dây thần kinh và giúp tạo ra dịch vị, kích thích tiêuhóa Histidin cũng bảo vệ cơ thể khỏi tác hại của bức xạ, và có thể giúp đỡtrong công tác phòng chống AIDS Histidin ở mức quá cao có thể dẫn đếncăng thẳng và thậm chí rối loạn tâm lý như lo âu và tâm thần phân liệt, nhữngngười bị tâm thần phân liệt đã được tìm thấy có hàm lượng histidin cao trong

cơ thể Thiếu histidin có thể góp phần cho viêm khớp mãn tính và có thể liênquan với điếc thần kinh Methionin có khả năng làm giảm nồng độ histidin

Nguồn tự nhiên của histidin bao gồm cá, gạo, lúa mì, và lúa mạch đen.Lượng nhu cầu của các axit amin cần thiết được chỉ ra trong bảng 2.2

Bảng 2.2: Trị số ước lượng về lượng đòi hỏi các axit amin cần thiết (mg/kg

cân nặng/ngày)

Axit amin Dưới 1 tuổi 2 tuổi 10-12 tuổi Người lớn Tỷ lệ

Bảng 2.3: Đối chiếu các loại axit amin thiết yếu

amin thiết yếu ở người lớn

1.2.5 Axit amin trong nấm

Như đã trình bày ở mục 1.1.2.2 nấm là một nguồn tốt của axit amin Từ

sự ước tính protein thô là một khảo nghiệm gián tiếp để tính hàm lượng axitamin tổng được thực hiện bởi mức khác nhau của phi protein thì việc xác địnhđịnh lượng của tổng số axit amin có mặt sau khi thủy phân protein chắc chắn

cung cấp cho một đánh giá chính xác hơn

Bảng 2.4: Thành phần axit amin thiết yếu trong một số loài nấm hoang (g/100g protein thô)[10, 36]

Axit amin

Agaricus Bisporus (nấm mỡ)

Lentinula edodes (nấm hương)

Pleurotus florida

Pleurotus ostreatus (nấm sò tím)

Pleurotus Sajor-caju

Hen’s egg

7,94,93,7-3,95,95,91,91,936,0

7,55,26,91,19,96,13,53,02,846,0

6,84,25,11,34,54,63,71,51,733,4

7,04,45,31,25,75,05,01,82,237,6

8,86,67,31,66,45,15,83,12,447,1Chú thích: trứng dùng để so sánh

Ta biết rằng trứng là một nguồn thực phẩm cung cấp lượng axit amincao Từ bảng 2.4 cho thấy nấm có đầy đủ các axit amin thiết yếu, hàm lượng

axit amin thiết yếu trong nấm có thể được so sánh với trứng (loài Pleurotus florida có lượng axit amin thiết yếu tổng cao nhất 46,0% gần bằng 47,1%

trong trứng)

Tỷ lệ axit amin thiết yếu (EAA) trên tổng số axit amin (TAA) cho một ýtưởng về chất lượng dinh dưỡng của protein trong thực phẩm Một tập hợp sốliệu về thành phần và hàm lượng axit amin được công bố gần đây cho 41 loài

nấm từ Vân Nam Trong nghiên cứu này, loài Dictyophora indusiata (nấm

lưới trắng) thì thấp với 8000mgkg-1 trọng lượng tươi và loài Tuber indicum thì

cao hơn với 32000mgkg-1 trọng lượng tươi về axit amin, và tỉ lệ EAA/TAA là0,27-0,51 (Sun, Lin, Wan, Liu, & Xu, 2012) [56] Tỉ lệ EAA/TAA là 0,53-0,7

cho loài Russula (nấm xốp) và 0,45-0,77 cho loài nấm Boletus (Yin & Zhou,

6,57 ± 0,1030,06 ± 0,7815,48 ± 0,18

AlaninArgininaraginAxit AsparticCysteinAxit GlutamicGlutaminGlycinProlinSerinTyrosin

4,38 ± 0,5216,51 ± 1,081,23 ± 0,210,40 ± 0,08

<LOD1,32 ± 0,053,46 ± 0,136,57 ± 0,2310,03 ± 0,076,56 ± 0,1117,95 ± 0,39LOD: giới hạn phát hiện

Từ kết quả nghiên cứu mẫu nấm C gigantean ở bảng 2.5 cho thấy rằng

có đầy đủ 20 axit amin tự do trong loài nấm này Tổng hàm lượng axit aminthết yếu và axit amin không thiết yếu trong nấm này lần lượt là 113,69 mg/100

g và 85,96 mg/100 g, axit amin thiết yếu chiếm hơn 56% tổng axit amin Như

vậy, nấm là một nguồn lý tưởng của các axit amin thiết yếu, nấm C gigantea

có một lượng giá trị axit amin thiết yếu

Bảng 2.6: Thành phần axit amin thiết yếu trong hai loài nấm ở Hàn Quốc (g/100g) (định lượng bằng phương pháp HPLC) [35]

P ostreatus

(nấm sò tím) 0,42 0,44 0,09 0,33 0,53 0,29 0,18 0,28 2,56

F velutipes

(nấm kim châm) 0,22 0,35 0,06 0,24 0,38 0,27 0,13 0,15 1,79

Bảng 2.7: Thành phần axit amin thiết yếu trong hai loài nấm ở Hàn Quốc

(g/100g) (định lượng bằng phương pháp HPLC) [35]

Loài Asp Glu Ser Gly Cys Arg Ala Pro Tyr NEAA

P

ostreatus 0,56 1,04 0,54 0,44 - 0,35 0,8 0,37 0,20 4,30F

dụng trên sắc ký lớp mỏng nữa.

1.3.1.2 Phương pháp sắc ký cột

Phương pháp sắc ký cột là một phương pháp sắc ký cơ bản đơn giản, nó

là nền tảng của phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) sau này

Phương pháp sắc ký cột với dẫn xuất sau cột dùng ninhydrin đã được áp

dụng xác định axít amin từ những năm 1940 bởi Moore, S., Stein, W, H [46,

47, 48] và sau này được nhiều tác giả áp dụng và cải tiến và được áp dụng

trong xác định axit amin ở nhiều đối tượng khác nhau.

Nguyên lý cơ bản là axit amin được tách ra bằng cột trao đổi ion, phản

ứng với ninhydrin tạo phức chất màu vàng, đo độ hấp thụ quang của phức màuthu được bằng quang kế có bước sóng 440 nm và 570 nm cho giới hạn xácđịnh đến 10 pM với hầu hết các axit amin và 50 pM với prolin Mặc dùphương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao đã thực sự phát triển và áp dụng xác

định axit amin ở nhiều đối tượng, nhưng phương pháp sắc ký cột với dẫn xuất

sau cột ninhydrin vẫn được áp dụng và tiếp tục hoàn thiện cho tận đến ngàynay do sử dụng thiết bị rẻ tiền, thuận tiện cho phân tích lượng lớn [54]

Phương pháp sắc ký cột với dẫn xuất sau cột là o-phthalaldehyd (OPA),các axit amin sau khi được tách ra khỏi cột trao đổi ion được dẫn xuất bằngOPA tạo phức chất có tính chất phát huỳnh quang, đo huỳnh quang ở bướcsóng kích thích 348nm và bước sóng phát xạ là 450 nm Phương pháp có thểtách và xác định đồng thời các axit amin bậc 1 với giới hạn phát hiện đạt tới

20 pM Dẫn xuất OPA có hạn chế lớn là không phản ứng được với các axitamin bậc 2

Phương pháp tách sắc ký cột cổ điển là phương pháp đơn giản có thể ápdụng cho bất kỳ phòng thí nghiệm nào Tuy nhiên, do thời gian tách lâu, khảnăng tách không cao so với các kỹ thuật hiện đại nên nó chỉ được áp dụng