khảo sát sự biến đổi các chất chống oxy hóa trong quá trình nẩy mầm của hạt đậu nành (glycine max)

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN HÓA ------ TRẦN THỊ DIỄM KIỀU KHẢO SÁT SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG QUÁ TRÌNH NẨY MẦM CỦA HẠT ĐẬU NÀNH Glycine max LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠ

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA - -

TRẦN THỊ DIỄM KIỀU

KHẢO SÁT SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA TRONG QUÁ TRÌNH

NẨY MẦM CỦA HẠT ĐẬU NÀNH (Glycine max)

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CỬ NHÂN HÓA DƢỢC

Cần Thơ, 2015

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA - -

TRẦN THỊ DIỄM KIỀU

KHẢO SÁT SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT

CHỐNG OXY HÓA TRONG QUÁ TRÌNH

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CỬ NHÂN HÓA DƯỢC

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ThS DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN

Cần Thơ, 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LỜI CAM ĐOAN

Trưởng Khoa:………

ThS Dương Thị Phượng Liên

Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

1 Cán bộ hướng dẫn: ThS Dương Thị Phượng Liên

2 Đề tài: “KHẢO SÁT SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA

TRONG QUÁ TRÌNH NẨY MẦM CỦA HẠT ĐẬU NÀNH (Glycine max)”

3 Sinh viên thực hiện: Trần Thị Diễm Kiều MSSV: 2112036

Lớp: Hóa Dược – Khóa: 37

4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của LVTN:

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d) Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 Cán bộ hướng dẫn

ThS Dương Thị Phượng Liên

Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

1 Cán bộ phản biện: ………

2 Đề tài: “KHẢO SÁT SỰ BIẾN ĐỔI CÁC CHẤT CHỐNG OXY HÓA

TRONG QUÁ TRÌNH NẨY MẦM CỦA HẠT ĐẬU NÀNH (Glycine max)”

3 Sinh viên thực hiện: Trần Thị Diễm Kiều MSSV: 2112036

Lớp: Hóa Dƣợc – Khóa: 37

4 Nội dung nhận xét:

a) Nhận xét về hình thức của LVTN:

b) Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):

 Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c) Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có):

d) Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày… tháng… năm 2015 Cán bộ phản biện

LỜI CẢM ƠN

- -

Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô bộ môn Hóa học - Khoa Khoa học Tự Nhiên - Trường Đại học Cần Thơ đã truyền đạt những kiến thức bổ ích và những kinh nghiệm quý báu giúp em tự tin hơn trong quá trình học tập

Em xin cảm ơn các thầy cô bộ môn Sinh Lý - Hóa Sinh Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt luận văn này

Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô Dương Thị Phượng Liên, người

cô đã truyền đạt những kiến thức chuyên ngành quý giá, theo dõi và giúp em hiểu rõ hơn công việc mình đang làm Qua đó, em cũng học tập được những

kỹ năng cần thiết trong quá trình thực nghiệm

Cảm ơn các anh chị và các bạn làm trong phòng thí nghiệm D101 bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ đã giúp đỡ và động viên em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ vì đã luôn quan tâm, động viên và

là chỗ dựa vững chắc về tinh thần và vật chất cho con trong suốt quá trình học tập tại trường

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày… tháng năm 2015

Trần Thị Diễm Kiều

LỜI CAM ĐOAN

- -Tôi xin cam kết luận văn này đƣợc hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chƣa đƣợc dùng cho bất

cứ luận văn nào khác

Trần Thị Diễm Kiều

TÓM TẮT

Đề tài được thực hiện nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nẩy mầm đến sự biến đổi hàm lượng các chất chống oxy hóa như polyphenol, flavonoid, vitamin C, vitamin E, carotenoid và khả năng quét gốc

tự do DPPH trên giống đậu nành MTĐ 760

Hàm lượng polyphenol tổng số, flavonoid tổng số, vitamin E, carotenoid

và khả năng quét gốc tự do DPPH được xác định bằng phương pháp đo

UV – VIS, hàm lượng vitamin C được xác định bằng phương pháp chuẩn độ Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng các chất chống oxy hóa tăng dần trong quá trình nẩy mầm Hạt đậu nành nẩy mầm có hàm lượng các chất chống oxy hóa cao nhất trong thời gian 48 đến 60 giờ nẩy mầm khi tiến hành

ở 25oC và có sự khác biệt ý nghĩa thống kê so với các điều kiện nhiệt độ còn lại

Tại thời điểm 60 giờ nẩy mầm, hàm lượng TPC đạt cao nhất 2,36 mg/g tăng 46% so với nguyên liệu, hàm lượng TFC đạt 1,84 mg/g tăng 1,8 lần, và khả năng quét gốc tự do DPPH là cao nhất (72,48%)

Khi nẩy mầm đậu nành đến thời điểm 48 giờ, hàm lượng vitamin C, vitamin E và carotenoid tổng số đạt cao nhất tương ứng là 10,06 mg/g, 0,141 mg/g và 0,6 µg/g

Từ khóa: đậu nành nẩy mầm, TPC, TFC…

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH BẢNG vii

DANH SÁCH HÌNH viii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ix

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu về cây đậu nành 3

2.2 Đặc điểm và cấu trúc của đậu nành 3

2.3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của đậu nành 4

2.3.1 Protein 4

2.3.2 Chất béo 5

2.3.3 Carbohydrate 6

2.3.4 Chất khoáng 6

2.3.5 Vitamin 6

2.3.6 Một số enzyme trong đậu nành 7

2.4 Đậu nành với sức khỏe con người 7

2.4.1 Thành phần thảo dược trong đậu nành 7

2.3.2 Các thành phần có hại trong đậu nành 9

2.3.3 Các sản phẩm chế biến từ đậu nành 10

2.4 Khái quát sự nẩy mầm của hạt 11

2.4.1 Khái niệm 11

2.4.2 Những biến đổi trong quá trình nẩy mầm 11

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm của hạt 12

2.4.4 Sơ lược về đậu nành nẩy mầm 13

2.5 Tổng quan về gốc tự do và chất chống oxi hóa 14

2.5.1 Gốc tự do 14

2.5.2 Chất chống oxy hóa 17

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Phương tiện nghiên cứu 23

3.1.1 Địa điểm 23

3.1.2 Thời gian 23

3.1.3 Nguyên liệu 23

3.1.4 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 23

3.1.5 Hóa chất 23

3.2 Phương pháp thí nghiệm 24

3.3 Phương pháp nghiên cứu 24

3.3.1 Chuẩn bị mẫu phân tích 24

3.3.2 Nội dung thí nghiệm 25

3.3.3 Phương pháp thực hiện 25

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28

4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm lượng TPC theo thời gian nẩy mầm của hạt đậu nành 28

4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm lượng TFC theo thời gian nẩy mầm 28

4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm lượng vitamin C theo thời

gian nẩy mầm 30

4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm lượng vitamin E (α-tocopherol) theo thời gian nẩy mầm 31

4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm lượng carotenoid theo thời gian nẩy mầm 32

4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi khả năng quét gốc tự do bằng DPPH theo thời gian nẩy mầm 32

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34

5.1 Kết luận 34

5.2 Kiến nghị 34

TÀI LIỆU THAM KHẢO 35

PHỤ LỤC A: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 38

PHỤ LỤC B: MỘT SỐ HÌNH MẪU THÍ NGHIỆM 42

PHỤ LỤC C: CÁC SỐ LIỆU VÀ KẾT QUẢ THỐNG KÊ………44

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học hạt đậu nành 4 Bảng 2.2 Thành phần acid amin tối thiểu cần thiết của đậu nành và thành phần

acid amin chất lƣợng chuẩn của FAO (g/16g Nitrogen) 5 Bảng 2.3 Thành phần (%) các acid béo bão hòa và không bão hòa ở các loại

dầu thực vật phổ biến 6 Bảng 2.4 Thành phần vitamin trong đậu nành 7 Bảng 4.1 Sự thay đổi hàm lƣợng TPC trong hạt đậu nành theo nhiệt độ và thời

gian nẩy mầm (mg/g CBK) 28 Bảng 4.2 Sự thay đổi hàm lƣợng TFC trong hạt đậu nành theo nhiệt độ và thời

gian nẩy mầm (mg/g CBK) 29 Bảng 4.3 Sự thay đổi hàm lƣợng vitamin C theo nhiệt độ và thời gian nẩy

mầm (mg/g CBK) 30 Bảng 4.4 Sự thay đổi hàm lƣợng vitamin E theo nhiệt độ và thời gian nẩy mầm

(mg/g CBK) 31 Bảng 4.5 Sự thay đổi hàm lƣợng carotenoid theo nhiệt độ và thời gian nẩy

mầm (µg/g CBK) 32 Bảng 4.6 Sự thay đổi khả năng quét gốc tự do của đậu nành nẩy mầm

theo nhiệt độ và thời gian (% loại trừ DPPH) 33

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Cây đậu nành 3

Hình 2.2 Cấu tạo hạt đậu nành 4

Hình 2.3 Các sản phẩm không lên men từ đậu nành 11

Hình 2.4 Các sản phẩm lên men từ đậu nành 11

Hình 2.5 Các vùng cấu trúc đảm bảo khả năng chống oxy hóa của polyphenol 18

Hình 2.6 Công thức cấu tạo của vitamin C 19

Hình 2.7 Khử các gốc tự do bởi vitamin C 20

Hình 2.8 Một số hợp chất carotenoid 20

Hình 2.9 Công thức cấu tạo vitamin E 21

Hình 3.1 Quy trình thí nghiệm 24

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TPC (Total polyphenol content): Hàm lượng polyphenol tổng số

TFC (Total flavonoid content): Hàm lượng flavonoid tổng số

DPPH: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl

UV-VIS: Quang phổ tử ngoại khả kiến

ROS (Reactive oxygen species): Các chất hoạt động chứa oxy

RNS (Reactive nitrogen species): Các chất hoạt động chứa nitơ

RSS (Ractive sulfua species): các chất hoạt động chứa lưu huỳnh CBK: Căn bản khô

NL: nguyên liệu

GAE: Gallic acid equivalent

QE: Quercetin equivalent

MeOH: Methanol

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Gốc tự do sinh ra từ các quá trình chuyển hóa trong cơ thể hay các yếu

tố ngoại sinh là một trong những nguyên nhân gây ra các tổn thương tế bào,

mô, protein, acid nucleic, từ đó gây nên các hiện tượng như lão hóa, bệnh tim mạch, rối loạn chức năng, ung thư Ở người khỏe mạnh, tồn tại cân bằng giữa các gốc tự do và hệ thống bảo vệ gồm các chất chống oxy hóa Tuy nhiên, khi tuổi tác càng cao, môi trường sống ô nhiễm, thức ăn chứa nhiều độc tố hoặc ăn uống không đủ chất dinh dưỡng, vitamin, khoáng chất làm số lượng gốc tự do trong cơ thể tăng lên đáng kể và phá vỡ sự cân bằng vốn có Khi đó lượng chất chống oxy hóa trong cơ thể không đủ để làm chậm, ngăn cản hay trung hòa các gốc tự do, dẫn đến “stress oxy hóa” và gây ra các bệnh lý cho

cơ thể Các chất chống oxy hóa tổng hợp như butylated hydroxyl anisol (BHA) và butylated hydroxyl toluene (BHT) được tạo ra nhằm đáp ứng nhu cầu bảo vệ cơ thể khỏi các tác hại mà gốc tự do gây ra Tuy nhiên, người tiêu dùng cảm thấy lo ngại về mức độ độc hại và các nguy cơ tiềm tàng của các chất chống oxy hóa tổng hợp[1]

Chính vì vậy các chất chống oxy hóa tự nhiên, đặc biệt như các hợp chất phenolic, flavonoid, carotenoid, vitamin…

an toàn và có hoạt tính sinh học vẫn được quan tâm hơn cả[2] Do đó trong những năm gần đây, phần lớn các nghiên cứu được chuyển sang hướng ly trích các hợp chất chống oxy hóa có nguồn gốc từ động - thực vật có thể sử dụng cho con người

Đậu nành là một loài thực vật được tiêu thụ phổ biến trong bữa ăn hằng ngày vì có chứa giá trị dinh dưỡng cao như protein, lipid, vitamin và khoáng chất Đã có nhiều báo cáo y tế về lợi ích của việc ăn đậu nành trong phòng ngừa và điều trị các bệnh khác nhau như ngăn ngừa bệnh béo phì, ung thư, loãng xương, bệnh tim mạch và tắc nghẽn thận

Ngày nay, cùng với sự phát triển của xã hội thì nhu cầu sử dụng các thực phẩm ngày càng cao Người tiêu dùng tập trung vào các thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, tốt cho sức khỏe đặt biệt là các thực phẩm có hoạt tính sinh học luôn được chú ý Để đáp ứng được nhu cầu đó, người ta đã tập trung phát triển sản xuất thực phẩm từ các loại hạt nẩy mầm Đậu nành nẩy mầm là thực phẩm chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn cả đậu nành thô, nên được các nhà khoa học xếp vào một trong những cây trồng thuộc dạng “thực phẩm chức năng” có nguồn gốc tự nhiên, đóng vai trò thiết yếu để nâng cao tiêu chuẩn về thực phẩm cho con người Đậu nành nẩy mầm làm tăng lượng

protein, giảm chất béo Đặt biệt, trong quá trình nẩy mầm, đậu nành có chứa các hợp chất chống oxy hóa như polyphenol, flavonoid, carotenoid và một

số loại vitamin có lợi cho sức khỏe[3]

Các sản phẩm được chế biến từ đậu nành không chứa cholesterol giúp ngăn ngừa các nguy cơ mắc bệnh về tim mạch Tuy nhiên, quá trình nẩy mầm của đậu nành chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố bên trong cũng như bên ngoài như: ánh sáng, nhiệt độ, chất lượng hạt, nước,… mà nhiệt độ là một trong những yếu tố khá quan trọng ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm của hạt giống[4] Do vậy, việc khảo sát sự biến đổi các thành phần có khả năng chống oxy hóa và khả năng loại bỏ gốc

tự do trong thời gian nẩy mầm bị tác động bởi nhiệt độ nẩy mầm là việc làm trước tiên trong quá trình nghiên cứu tạo ra sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao từ hạt đậu nành

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về cây đậu nành

Đậu nành thuộc họ Fanbaceae, có tên khoa học là Glycine max, còn

được gọi là đậu tương hay đại đậu

Dựa vào sự đa dạng về hình thái của hạt,

Fukuda (1993) và nhiều nhà khoa học khác đã thống

nhất rằng cây đậu nành có nguồn gốc từ vùng Mãn

Châu (Trung Quốc) xuất phát từ một loại đậu nành

dại, thân mãnh, dạng dây leo, có tên khoa học là

Glycile Soja Sieb và Zucc Từ Trung Quốc đậu nành

được lan truyền dần ra khắp thế giới Theo các nhà

nghiên cứu Nhật Bản vào khoảng 200 năm trước

Công Nguyên, đậu nành được đưa vào Triều Tiên và

sau đó phát triển sang Nhật Đến giữa thế kỷ 17 đậu

nành được nhà thực vật học người Đức Engellbert

Caempler đưa về Châu Âu và đến năm 1954 đậu

nành mới được du nhập vào Hoa Kỳ Đậu nành

được trồng nhiều nhất là ở Châu Mỹ trên 70%, tiếp

đến là Châu Á Ngày nay, Hoa Kỳ là quốc gia đứng đầu sản xuất đậu nành chiếm 50% sản lượng trên toàn thế giới, rồi đến Trung Quốc, Ấn Độ Ở nước

ta có 6 vùng sản xuất đậu nành gồm: vùng Đông Nam Bộ 26,2%, miền núi Bắc Bộ 24,7%, đồng bằng sông Hồng 17,5%, đồng bằng sông Cửu Long 12,4%, hai vùng còn lại trồng đậu nành tỉ lệ thấp hơn là đồng bằng ven biển miền Trung và Tây Nguyên

2.2 Đặc điểm và cấu trúc của đậu nành

- Đặc điểm:

Đậu nành là loại cây thân thảo Thân cây mảnh, cao từ 0,8m - 0,9m, có lông, cành hướng lên phía trên Lá có ba lá chét hình trái xoan, không đều ở gốc, hoa có màu trắng hay tím, xếp thành chùm ở nách cành Quả có nhiều lông, hình lưỡi liềm, dài khoảng 10 cm, màu vàng nâu khi hoàn toàn trưởng thành và khô Quả thường chứa khoảng 4 hạt, tùy thuộc vào từng giống mà

có kích thước khác nhau[5]

- Cấu tạo hạt đậu nành:

* Vỏ hạt (seed coats): chiếm 8% khối lượng hạt Vỏ hạt có chức năng bảo vệ phôi khỏi nấm và chống nhiễm vi khuẩn

Hình 2.1 Cây đậu nành

* Phôi (embryo): chiếm 2% khối lượng hạt, chứa hai lá mầm và có chức năng dự trữ dinh dưỡng Ngoài ra, phôi có ba bộ phận khác: rễ mầm, trụ dưới lá mầm và trụ trên lá mầm

* Tử diệp (cotyledon): chiếm 90% khối lượng hạt, chứa lượng đạm và dầu cao nhất trong toàn hạt

ё

2.3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của đậu nành [6]

Đậu nành có thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng như sau:

Phôi

acid amin thiết yếu như isoleucine, leucin, lysine, methionin, phenylalanin, tryptophan, valin mà cơ thể không tự tổng hợp được

Hàm lượng protein trong đậu nành cao hơn hàm lượng protein trong thịt động vật và cao gấp 2 lần so với các loại đỗ khác Protein trong đậu nành dễ tiêu hóa hơn thịt động vật và không có các thành phần tạo cholesterol nên rất tốt cho cơ thể Các thực phẩm làm từ đậu nành được xem là một loại “thịt không xương” vì chứa tỉ lệ đạm thực vật dồi dào, có thể thay thế nguồn đạm

từ thịt động vật Ngoài ra, trong đậu nành có chứa lecithin, tác dụng giúp cơ thể trẻ lâu, tăng trí nhớ, tái tạo các mô, giảm loãng xương và tăng sức đề kháng cho cơ thể

Bảng 2.2 Thành phần acid amin tối thiểu cần thiết của đậu nành và thành phần acid amin chất lượng chuẩn của FAO (g/16g Nitrogen)

Acid amin Đậu nành Gạo Gluten lúa

mì

Bắp nghiền Tiêu chuẩn FAO

Hàm lượng các acid béo mạch dài từ C16 - C18 có hoạt tính sinh học ở đậu nành tương đối cao, trong đó acid linoleic chiếm 25-60% là acid béo có

ba nối đôi Ngày nay, acid béo này được xem là acid béo có lợi - có khả năng chuyển hóa cholesterol làm giảm nguy cơ gây bệnh tim mạch và kéo dài tuổi thọ Đặc biệt, cơ thể động vật có vú bao gồm cả con người không thể tổng

hợp được acid linoleic, mà phải cung cấp từ chế độ ăn uống trong khi đậu nành là nguồn thực vật tốt chứa acid béo này với hàm lượng cao[7]

Bảng 2.3 Thành phần (%) các acid béo bão hòa và không bão hòa ở các loại dầu thực vật phổ biến

Loại dầu Có một nối đôi Có nhiều nối đôi Acid béo bão hòa

và CO2 dẫn đến hiện tượng sôi bụng Tuy nhiên những chất này bị thủy phân bởi nhiệt trong môi trường acid, base hoặc quá trình nẩy mầm của hạt dưới tác dụng của các enzyme thủy phân

2.3.4 Chất khoáng

Khoáng chiếm tỉ lệ thấp khoảng 5% so với trọng lượng hạt khô, bao gồm Ca, P, Mn, Zn, Fe… Các kim loại trong đậu nành có giá trị sinh học không cao vì chúng kết hợp với acid phytic trong đậu nành tạo thành phytate kim loại không tan

2.3.5 Vitamin

Đậu nành không được xem như nguồn dồi dào một loại vitamin nào đó nhưng đem lại nguồn dinh dưỡng toàn diện Đậu nành chứa nhiều loại vitamin chính như vitamin D và vitamin A Đồng thời, vitamin C được tạo

thành với hàm lượng cao trong đậu nành nẩy mầm và vitamin B12 được tìm thấy trong sản phẩm đậu nành lên men

Bảng 2.4 Thành phần vitamin trong đậu nành

2300 0,18 – 2,43

1,4 1,9

(Nguyễn Thanh Nguyên, 2000)

2.3.6 Một số enzyme trong đậu nành

Enzyme là chất xúc sinh học làm tăng tốc độ quá trình biến đổi trong cơ thể Các enzyme trong đậu nành bao gồm:

- Urease: chống lại sự hấp thu các chất đạm qua thành ruột

- Lipase: thủy phân glyceric tạo thành glycerin và acid béo

- Lipoxygenase: xúc tác phản ứng chuyển H2 trong acid béo

- Amylase: là enzyme thủy phân tinh bột gồm 2 loại enzyme α-amylase

và enzyme β-amylase chiếm một tỉ lệ khá lớn trong hạt đậu nành Người ta thường bổ sung enzyme amylase trong các chế phẩm đậu nành như bột sữa đậu nành có tác dụng tăng cường sinh lực chống suy dinh dưỡng ở trẻ em

2.4 Đậu nành với sức khỏe con người

2.4.1 Thành phần thảo dược trong đậu nành

Những thành phần thảo dược trong đậu nành gồm có: chất ức chế trypsin (protease inhibitor), phytate, phytosterol, phenolic acid, lecithin, acid béo omega-3 và isoflavone (phytoestrogen)

* Chất ức chế trypsin

Các chất ức chế trypsin trong đậu nành có 2 loại:

- Chất ức chế trypsin Kunitz (KTI): có khả năng ức chế trypsin

- Chất ức chế Bowman-Birk (BBI): có khả năng ức chế trypsin và chymotrypsin

Khi có mặt chất ức chế không những làm giảm khả năng tiêu hóa protein mà còn ảnh hưởng đến sự hấp thu các acid amin tự do có trong thức

ăn Vì vậy nó cũng ảnh hưởng lên sự tăng trưởng của động vật Các chất ức chế trypsin dễ dàng bị phá hủy khi xử lý nhiệt độ, do đó cần phải gia nhiệt đậu nành trước khi sử dụng nhằm duy trì các chất dinh dưỡng của protein đậu nành Tuy nhiên, có một số nghiên cứu lại chứng minh rằng chất ức chế Bowman-Birk có khả năng chống lại các tác nhân gây ung thư, có tác dụng ngăn ngừa tác động của một số gen di truyền gây nên chứng ung thư, bảo vệ các tế bào cơ thể khỏi sự tác động của môi trường xung quanh như tia nắng, phóng xạ và các chất có thể tấn công ADN

* Phytate

Phytate hay còn gọi là inositol hexakisphosphate (IP6) là một hợp thể chất khoáng phosphorus và inositol Các nhà khoa học đã chứng minh rằng phytate không những có tác động ngăn ngừa mầm ung thư mà còn có khả năng chống lại bệnh tim mạch Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng acid phytic là tác nhân có khả năng chống ung thư, nó chỉ ảnh hưởng đến các tế bào ác tính và không ảnh hưởng đến tế bào bình thường Ngoài ra, acid phytic còn đóng vai trò như một chất dự trữ photpho trong hạt giống thực vật, cũng như một chất chống oxy hóa tự nhiên bởi khả năng tạo phức của nó với nhiều kim loại hóa trị hai Một loạt các lợi ích của acid phytic trên sức khỏe con người cũng đã được báo cáo bao gồm tiềm năng của nó hoạt động như một chất chống ung thư trong mô mềm, ruột kết, tuyến tiền liệt và ung thư vú

* Phytosterol

Phytosterol là hoạt chất thuộc nhóm Sterol có nguồn gốc thực vật trong khi cholesterol có nguồn gốc từ động vật gây hại cho sức khỏe con người đặc biệt là bệnh tim mạch Phytosterol có lợi cho sức khỏe, trong đậu nành chiếm khoảng 0,3-0,6 mg/g Có 3 loại phytosterol chính trong đậu nành là: Campesterol, β-sitosterol và stigmasterol Phytosterol cũng được nhắc đến như các sterol và stanol, là các chất có nguồn gốc thực vật có cấu trúc và chức năng tương tự như cholesterol trong cơ thể người Khi được ăn vào, phytosterol sẽ dịch chuyển cholesterol tại các vị trí liên kết ở bộ máy tiêu hóa, ức chế sự hấp thu cholesterol ở ruột và tăng thải trừ ở mật Điều này dẫn đến việc giảm sự tuần hoàn LDL-C và các apolipoprotein khác chứa các tiểu phân lipoprotein trong dòng máu, ngăn ngừa các bệnh về tim Mặt khác, phytosterol cũng có khả năng làm giảm sự phát triển các bướu ung thư kết tràng và chống lại ung thư da

* Acid béo nhóm Omega-3

Các acid béo thuộc nhóm omega-3 có vai trò quan trọng trong quá trình phát triển trí não, nó tham gia vào hoạt động của các cơ quan trong cơ thể như sự phát triển của mô và tế bào, quá trình trao đổi chất béo, làm giảm lượng lipoprotein LDL có hại và tăng lượng lipoprotein HDL có lợi cho cơ thể

* Isoflavone

Isoflavone là hoạt chất có nguồn gốc từ thảo mộc, cơ chế hoạt động và chức năng gần giống như những hormone nữ cơ thể và mang tính lành, không ảnh hưởng xấu lên nam giới Những hợp chất có thành phần tương tự như isoflavone vẫn được tìm thấy trong một số loại thực vật như: cỏ ba lá, cỏ linh lăng, cây dong nhưng chúng không ăn được Cho đến nay, đậu nành là loại thực phẩm duy nhất có chứa chất isoflavone Đó là lý do tại sao đậu nành đã thu hút được sự chú ý, tập trung nghiên cứu từ các nhà khoa học Rất nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã khẳng định chất isoflavone trong đậu nành có khả năng phòng chống những bệnh: loãng xương, tăng huyết áp, tim mạch, chứng tăng cholesterol trong máu, một số bệnh ung thư và các triệu chứng thời kỳ mãn kinh như: viêm âm đạo, rong kinh, mất ngủ, giảm trí nhớ, nhức đầu, lo âu, cáu gắt Và cho đến nay, họ vẫn còn đang tiếp tục nghiên cứu những tác dụng thần kỳ của hoạt chất này

2.3.2 Các thành phần có hại trong đậu nành

* Hemagglutinin

Hemagglutinin có trong rễ, lá và vỏ cây họ đậu, là protein có khả năng kết dính hồng cầu và một số tế bào và là chất độc đối với cơ thể động vật

* Enzyme urease

Enzyme urease chuyển hóa ure thành ammoniac Chất này độc đối với động vật Enzyme này đặc biệt có hại đối với đại gia súc như trâu, bò, dê,…

vì trong thức ăn của chúng thường có chứa urea như nguồn nitrogen cho hệ

vi sinh vật cho đường tiêu hóa

Enzyme urease khá bền nhiệt Do sự hoạt động của enzyme tạo thành

NH3 là một chất rất dễ nhận ra trong phòng thí nghiệm cho nên thông thường người ta thử nghiệm hoạt tính của enzyme để biết mức độ xử lý nhiệt đối với đậu nành

* Raffinose và stachyose

Các oligosaccharide này gây hiện tượng sinh hơi trong ruột Chúng hòa tan trong nước Phương pháp chế biến tốt nhất là loại đi phần nước ngâm hòa tan, phân cắt các nối bằng các phương pháp nhiệt, pH, enzyme…kết hợp với việc chọn giống chứa ít các loại đường này là những cách tốt nhất để chế biến và loại trừ

Đậu nành có chứa một số thành phần không có lợi cho sức khỏe Hầu hết các thành phần này bị phá vỡ bởi nhiệt Do đó nên ăn đậu nành đã được nấu kỹ, hạn chế ăn đậu chưa xử lý nhiệt tốt, ngay cả việc cung cấp thức ăn cho nhiều loại gia súc[6]

2.3.3 Các sản phẩm chế biến từ đậu nành

Ngày nay, đậu nành không chỉ là một loại nông sản được sử dụng hạn hẹp trong các món ăn truyền thống mà nó còn là một nguyên liệu quan trọng trong kỹ nghệ thực phẩm, dược phẩm, hóa học Chỉ riêng trong lĩnh vực thực phẩm, đậu nành là nguồn nguyên liệu sản xuất dầu ăn đứng đầu thế giới Ngoài ra, đậu nành là thực phẩm không có chứa cholesterol, chất béo đậu dễ tiêu hóa, có lợi cho sức khỏe, là nguồn protein có giá trị dinh dưỡng cao và được ứng dụng để chế biến nhiều sản phẩm đa dạng bao gồm các sản phẩm lên men và không lên men

Các sản phẩm không lên men từ đậu nành thường được chế biến bằng cách biến tính đậu nành bằng sinh học, cơ học, hóa học và bằng nhiệt bao gồm đậu hủ, sữa đậu nành, tàu hủ… và các sản phẩm khác như bột đậu nành, giá đậu nành…

Hình 2.3 Các sản phẩm không lên men từ đậu nành Các sản phẩm lên men phổ biến từ đậu nành gồm: tương, chao, tempeh, natto,…

Hình 2.4 Các sản phẩm lên men từ đậu nành

2.4 Khái quát sự nẩy mầm của hạt

2.4.1 Khái niệm [8]

Có rất nhiều định nghĩa về sự nẩy mầm của hạt đã được đưa ra:

- Theo các nhà sinh lý: “Sự nẩy mầm của hạt được xác định là khi rễ con nhú ra khỏi vỏ hạt”

- Theo nhà phân tích hạt: “Sự nẩy mầm là sự nhú và phát triển của các cấu trúc cần thiết từ phôi hạt, các cấu trúc này yêu cầu sản sinh ra một cây bình thường dưới một điều kiện thích hợp”

- Theo AOSA năm 1981: “Nẩy mầm là sự tiếp tục các hoạt động sinh trưởng của phôi khi vỏ hạt thoái hóa và cây con nhú lên”

2.4.2 Những biến đổi trong quá trình nẩy mầm

- Biến đổi sinh hóa:

Đặc trưng của biến đổi hóa sinh trong quá trình nẩy mầm là sự tăng đột ngột hoạt động thủy phân xảy ra trong hạt Các hợp chất dự trữ dưới dạng polymer bị phân giải thành các monomer phục vụ cho sự nẩy mầm Mức độ

hoạt hóa của các enzyme trong hạt phụ thuộc vào tính chất đặc trưng và thành phần hóa học của hạt

- Biến đổi sinh lý:

Biến đổi sinh lý đặc trưng nhất trong quá trình nẩy mầm là hô hấp Ngay sau khi hạt hút nước, hoạt tính của các enzyme sau hô hấp tăng lên mạnh, làm cường độ hô hấp của hạt tăng lên rất nhanh, việc tăng hô hấp đã giúp cây có đủ năng lượng cần thiết cho sự nẩy mầm

- Biến đổi hóa học:

+ Nhiều nghiên cứu khác nhau cho thấy rằng quá trình nẩy mầm như một công cụ để loại bỏ mùi và vị không mong muốn, cũng như sự hiện diện của các yếu tố kháng dinh dưỡng trong cây họ đậu Reihaneh và Jamuna (2007) nhận thấy quá trình nẩy mầm làm tăng đáng kể hàm lượng đạm và thiamin của cây họ đậu[9]

Chen và Thacker (1978) cho rằng sau 5 ngày kể từ ngày nẩy mầm, có sự gia tăng nhẹ nitơ tổng số và nitơ amino acid tự do khi

so sánh trên khối lượng vật chất khô với hạt không nẩy mầm[10] Hạt nẩy mầm là nguồn cung cấp acid ascorbic, riboflavin, choline, thiamin và pantotheric[11]

+ Quá trình nẩy mầm cũng ảnh hưởng đến sự biến động hàm lượng khoáng chất, thông thường làm tăng các khoáng chất như natri, kali, sắt, photpho, canxi[12] Ngoài ra, quá trình nẩy mầm có sự thay đổi đáng kể hàm lượng của các yếu tố kháng dinh dưỡng khác đặc biệt là hàm lượng saponin

và chất ức chế trypsin Sự giảm có thể xảy ra cao hơn khi thời gian ngâm dài[13]

+ Trong suốt quá trình nẩy mầm của hạt giống, các hợp chất được chuyển đổi thành các hình thức khác nhau có thể sử dụng nhiều hơn cả thực vật và con người[14,15]

Wang và cộng sự (1997) cho rằng quá trình nẩy mầm làm giảm đáng kể các oligosacharides khó tiêu hóa trong các loại đậu[16]

2.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nẩy mầm của hạt [17]

- Nước: là yêu cầu cơ bản của sự nẩy mầm, cần thiết cho các enzyme hoạt động, phá vỡ vỏ hạt và vận chuyển các chất Mức nước tối ưu cho sự nẩy mầm là rất khác nhau giữa các loài Đối với quá trình nẩy mầm của đậu nành yêu cầu về hút nước và hô hấp phải đảm bảo đầy đủ Quá trình hút nước của hạt phụ thuộc vào các yếu tố: thành phần các chất trong hạt, khả năng thấm của vỏ hạt, sự có mặt của nước…

- Nhiệt độ: sự nẩy mầm của hạt là tổ hợp của các quá trình gồm nhiều phản ứng và pha khác nhau, một trong những tác nhân là nhiệt độ Nhiệt độ tối ưu là nhiệt độ mà hạt có phần trăm nẩy mầm cao nhất Nhiệt độ yêu cầu

có thể thay đổi theo các giai đoạn khác nhau của sự nẩy mầm và phản ứng nhiệt độ phụ thuộc vào loài, giống, vùng gieo trồng và thời gian thu hoạch

- Xử lý lạnh và tiền lạnh: quá trình điều khiển để hạt hấp thu trong điều kiện mát và ẩm kích thích cho hạt nẩy mầm gọi là xử lý lạnh Ngày nay, phương pháp này được sử dụng để nói sự điều khiển nẩy mầm phối hợp giữa

độ ẩm và nhiệt độ thấp, đây là phương pháp thông thường để khả năng nẩy mầm trong phòng thí nghiệm

- Ánh sáng: cả cường độ ánh sáng và chất lượng ánh sáng đều liên quan đến sự nẩy mầm Cường độ ánh sáng nhìn chung là rất khác nhau giữa các loài Ánh sáng kích thích nẩy mầm tốt nhất là ánh sáng đỏ

- Ngâm nước: ngâm hạt trong nước làm tăng tốc độ nẩy mầm và sự nẩy mầm nhanh hơn Thông thường các hạt được làm khô trước khi nẩy mầm Ngâm nước làm các quá trình thủy phân bắt đầu phân giải các chất thành đường đơn có thể sử dụng để tổng hợp vận chuyển mới và quá trình nẩy mầm xảy ra ngay khi đó

2.4.4 Sơ lược về đậu nành nẩy mầm

Đậu nành nẩy mầm được làm từ đậu đã qua quá trình ngâm và nẩy mầm ở điều kiện thích hợp Trong quá trình nẩy mầm, đậu nành sẽ thay đổi

về thành phần hóa học, giá trị dinh dưỡng và làm tăng giá trị cảm quan của đậu nành Quá trình nẩy mầm giúp cho các enzyme nội bào trong đậu hoạt động, phân cắt các chất có khối lượng phân tử lớn thành các chất có khối lượng phân tử nhỏ nên cơ thể người và động vật dễ hấp thu chất dinh dưỡng

từ đậu nành nẩy mầm Đậu nành sau khi nẩy mầm sẽ làm tăng đáng kể hàm lượng protein, chất khoáng, các vitamin như ascorbic, riboflavin, choline, thiamin, tocophenols, acid pantotheric và các chất có hoạt tính sinh học như polyphenol, isoflavone, carotenoid[18] Nẩy mầm làm giảm đáng kể hàm lượng chất kháng dưỡng là những chất mà cơ thể người và động vật không hấp thụ được có trong đậu nành như oligosaccharides, raffinose, stachyose, verbascose là những chất gây đầy hơi khó tiêu trong cơ thể người và động vật[16]

Quá trình nẩy mầm cải thiện chất lượng của hạt, tăng giá trị dinh dưỡng và giảm các chất có hại cho cơ thể đem lại nguồn thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao

2.5 Tổng quan về gốc tự do và chất chống oxi hóa [19,20]

2.5.1 Gốc tự do

2.5.1.1 Khái niệm

Trong hóa học, gốc tự do được khái niệm là những nguyên tử, nhóm nguyên tử hoặc phân tử ở lớp ngoài cùng có những electron không ghép đôi[20] Gốc tự do có thể tồn tại độc lập, tuy nhiên thời gian tồn tại của gốc tự

do thường rất ngắn (khoảng một phần triệu đến một phần nghìn giây) Các electron này có năng lượng cao, rất kém bền nên dễ tham gia vào nhiều phản ứng hóa học như phản ứng oxy hóa-khử, phản ứng polymer hóa, phản ứng với các đại phân tử như protein, lipid, ADN,… gây rối loạn các quá trình sinh hóa trong cơ thể Đồng thời khi một phân tử bị gốc tự do tấn công, nó sẽ mất điện tử và trở thành một gốc tự do mới, sau đó lại tấn công các phân tử khác, tạo nên một phản ứng dây chuyền gây ra những biến đổi có hại cho cơ thể Chúng cũng có thể kết hợp với nhau tạo nên một phân tử mới, chẳng hạn như:

H + H H2

2.5.1.2 Nguồn gốc sinh ra gốc tự do [20-22]

Có rất nhiều nguyên nhân tạo ra gốc tự do, có thể là sản phẩm của những căng thẳng thần kinh, cơ thể bệnh hay mệt mỏi, ô nhiễm môi trường, thuốc lá, dược phẩm, tia phóng xạ mặt trời, thực phẩm có chất màu tổng hợp, nước có nhiều clo và oxy Trong lĩnh vực y học hiện nay, vấn đề được đề cập nhiều nhất là tác hại của chất oxy hóa, phản ứng oxy hóa và nhấn mạnh sự cần thiết sử dụng các chất chống oxy hóa để bảo vệ, duy trì sức khỏe con người

Nguồn phát sinh gốc tự do gây ra chủ yếu bởi 2 nguyên nhân sau đây:

* Nguồn gốc nội sinh

Gốc tự do được hình thành trong cơ thể do quá trình chuyển hóa tự nhiên như hô hấp tế bào, quá trình trao đổi chất của tế bào Ti thể là nguồn tạo ra nhiều gốc tự do nội bào Trong chuỗi truyền điện tử của hô hấp tế bào, một số điện tử bị rò rỉ dẫn đến hậu quả là chúng tương tác với phân tử oxy thành gốc superoxide Khoảng 2-5% oxy sử dụng cho sự trao đổi chất hiếu khí trong ti thể bị chuyển thành gốc tự do có nhóm oxy hoạt động gọi là ROS bao gồm các gốc tự do như superoxide (O2-), perhydroxyl (HO2), hydroxyl (-OH), và các loại khác như hydrogen peroxide (H2O2), acid hypochlorous (HOCl) và peroy nitrite (ONOO) Gốc tự do có nitơ hoạt động

gọi là RNS bắt nguồn từ NO thông qua phản ứng với (O2-) để hình thành ONOO hoặc dạng lưu huỳnh hoạt động là RSS dễ dàng hình thành từ các phản ứng của ROS Các gốc tự do khác được hình thành trong cơ thể như là

vũ khí sinh học chống lại virus, vi khuẩn, tế bào ung thư Bên cạnh đó, ion sắt và đồng cũng có khả năng oxy hóa và peroxide hóa lipid Chúng phân hủy lipid hydroperoxid thành peroxyl và alkoxyl, các gốc này tham gia vào phản ứng dây chuyền peroxide hóa lipid gây nguy hiểm cho tế bào Ngoài ra, việc vận động gắng sức cũng phát sinh nhiều gốc tự do trong cơ bắp và cơ tim

*Nguồn gốc ngoại sinh

Gốc tự do ngoại sinh hình thành do các yếu tố ngoại lai như ô nhiễm môi trường, tác động của tia tử ngoại trong ánh nắng mặt trời, thuốc lá, rượu bia, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật trong thức ăn,

Việc sử dụng nhiều loại thuốc trị bệnh cũng có thể tạo ra gốc tự do, như các kháng sinh có nhóm quinoid, thuốc chống ung thư như bleomycin và các loại thuốc cản trở sự phát triển của tế bào, Xạ trị điều trị ung thư cũng là một nguyên nhân phát sinh gốc tự do, các bức xạ được sử dụng trong xạ trị tác động và truyền năng lượng cho các thành phần của tế bào, sinh ra các gốc

tự do, các gốc tự do này tiếp tục phản ứng với oxy hòa tan trong dịch tế bào sinh ra các ROS, tiếp tục gây ra các dây truyền phản ứng khác gây tổn tế bào, bất lợi cho cơ thể Hút thuốc cũng như hít phải khói thuốc lá gây ra những tổn thương cho đường hô hấp, mà nguyên nhân một phần là do lượng lớn các gốc tự do bền trong nhựa thuốc như semiquinon, có dẫn xuất từ quinon và hydroquinone có trong khói thuốc lá gây ra những tổn thương cho phế nang,

Những nguyên nhân khác: các tác nhân ở môi trường phản ứng quang hóa, ô nhiễm không khí bởi khói bụi, thuốc trừ sâu, dung môi hữu cơ, chất gây mê, khói và nhóm hydrocarbon thơm cũng là nguyên nhân tạo ra gốc tự

do nguy hiểm cho tế bào

2.5.1.3 Vai trò của gốc tự do

Không phải gốc tự do nào cũng có hại đối với cơ thể Nếu được kiểm soát, nó là nguồn cung cấp năng lượng cho cơ thể Các ROS và RNS được tạo ra một cách tất yếu trong quá trình trao đổi chất và tùy thuộc vào nồng độ

mà chúng có tác động tốt hoặc xấu đến cơ thể Ở nồng độ thấp, các ROS và RNS là các tín hiệu làm nhiệm vụ điều hòa phân ly tế bào; kích hoạt các yếu

tố phiên mã cho gen tham gia quá trình miễn dịch, kháng viêm và điều hòa biểu hiện các gen mã hóa cho các enzyme chống oxy hóa

+ Vai trò của gốc tự do trong hệ thống miễn dịch: đóng vai trò chính trong nhiệm vụ bảo vệ cơ thể khỏi các sinh vật lạ là các tế bào lympho T và gốc tự do, phần lớn là các ROS được tạo ra bởi sự hoạt hóa các đại thực bào góp phần tiêu diệt các vi sinh vật có hại

+ Bên cạnh chức năng giúp tiêu diệt các vi sinh vật có hại, các gốc tự do giúp quét dọn các tế bào già, chết trong cơ thể tạo điều kiện cho tế bào mới sinh sôi và phát triển, đồng thời góp phần tiêu diệt các tế bào bất thường như

tế bào ung thư

+ Ngoài hai vai trò nói trên, gốc tự do còn tham gia vào nhiều quá trình

có lợi khác cho cơ thể như chất dẫn truyền thần kinh và cần thiết cho việc hình thành một số hormone như thyroxin, là các tín hiệu làm nhiệm vụ điều hòa phân ly tế bào (apoptosis), kích hoạt các yếu tố phiên mã (NFkB, p38-MAP kinase,…) cho các gen tham gia các quá trình miễn dịch, kháng viêm, điều hòa các gen mã hóa cho các enzyme chống oxy hóa[22] Tuy nhiên, khi gốc tự do tồn tại với nồng độ cao ngoài sự kiểm soát của cơ thể thì lại gây bất lợi cho cơ thể

2.5.1.4 Tác hại của gốc tự do

Gốc tự do có tác dụng không tốt cho cơ thể liên tục ngay từ lúc con người mới sinh ra và mỗi tế bào chịu sự tấn công của cả chục ngàn gốc tự do mỗi ngày Ở tuổi trung niên, cơ thể mạnh, trấn áp được chúng, nhưng đến khi tuổi cao, sức yếu, gốc tự do lấn áp, gây thiệt hại nhiều gấp mười lần ở người trẻ Nếu không bị kiểm soát, kiềm chế, gốc tự do gây ra các bệnh thoái hóa, làm suy yếu hệ thống miễn dịch gây dễ bị nhiễm trùng, làm giảm trí tuệ người cao niên

Theo các nhà khoa học, gốc tự do có thể là thủ phạm gây ra trên 60 bệnh, đáng kể nhất gồm có: bệnh xơ vữa động mạch, ung thư, Alzheimer, Parkinson, đục thủy tinh thể, bệnh đái tháo đường, cao huyết áp vô căn, xơ gan Các gốc tự do phá hủy các mô tế bào; gây ra lão hóa; phá hủy DNA, protein, lipid, uric acid

Theo các nhà nghiên cứu, gốc tự do hủy hoại tế bào theo chu trình sau: trước hết, gốc tự do oxy hóa màng tế bào, gây trở ngại trong việc thải chất bã và tiếp nhận thực phẩm, dưỡng khí Sau đó, gốc tự do tấn công các ty lập thể, phá vỡ nguồn cung cấp năng lượng Sau cùng, bằng cách oxy hóa, gốc tự do làm suy yếu kích thích tố, enzyme khiến cơ thể không thể tăng

trưởng được Các nghiên cứu cũng phát hiện rằng các gốc dạng oxy hoạt động (ROS) sẽ được loại bỏ bằng chất chống oxy hóa tự nhiên có sẵn trong

cơ thể như enzyme superoxide dismutase (SOD), enzyme glutathione peroxidase (GSHPx)

2.5.2 Chất chống oxy hóa [19,20]

2.5.2.1 Khái niệm về chất chống oxy hóa

Các chất chống oxy hóa là các chất có khả năng làm chậm lại, ngăn cản hoặc làm đảo ngược quá trình oxy hóa các chất có trong tế bào cơ thể một cách trực tiếp hoặc gián tiếp Chất chống oxy hóa có thể trực tiếp phản ứng với các gốc tự do hoạt động để tạo ra những gốc tự do mới kém hoạt động hơn, từ đó có thể ngăn cản chuỗi phản ứng dây chuyền được khơi mào bởi các gốc tự do

2.5.2.2 Phân loại các chất chống oxy hóa

Có nhiều cách phân loại chất chống oxy hóa dựa trên nguồn gốc, cấu trúc của chất chống oxy hóa Một trong những cách đó là dựa trên bản chất enzyme hoặc không enzyme của chất chống oxy hóa

- Chất chống oxy hóa có bản chất enzyme

Trong cơ thể sống luôn có khả năng tự tạo ra một hệ thống các chất chống oxy hóa để bảo vệ các tế bào và có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống Tế bào luôn chịu sự ảnh hưởng bởi gốc tự do sinh ra trong quá trình sinh lý và bệnh lý của cơ thể Vì vậy, để phòng ngừa và ngăn chặn các ROS, một hệ thống enzyme đã được sinh ra, chúng bao gồm các enzyme: superoxide dismutase (SOD), enzyme glutathione peroxidase (GSHPx)

- Chất chống oxy hóa không có bản chất enzyme

Cơ thể không thể sinh ra đủ các chất chống oxy hóa để bảo vệ tế bào

Vì vậy, chúng ta cần phải được bổ sung thêm từ các nguồn thực phẩm, thức

ăn bên ngoài bao gồm các loại vitamin C, E; glutathione (GSH); carotenoid; terpene; các hợp chất nhóm phenol trong đó có các flavonoid và các chất chống oxy hóa khác

2.5.2.3 Một số chất chống oxy hóa thường gặp [19,21,23]

Nhóm các hợp chất polyphenol

Polyphenol là nhóm các hợp chất tự nhiên có nhiều nhóm chức phenol trong cấu trúc phân tử, cấu trúc phức tạp do các đơn phân

Các hợp chất polyphenol giúp bảo vệ thực vật trước tia cực tím, chống lại sự tấn công của vi sinh vật gây hại cũng như chống lại sự oxy hóa Mặt khác, chúng còn gia tăng hiệu quả quang hợp thông qua việc điều chỉnh sự phân bố ánh sáng mặt trời ở lá Ngoài ra, các hợp chất polyphenol còn đóng vai trò chủ đạo trong việc quyết định màu sắc, hương vị của nhiều loại thực phẩm có nguồn gốc từ thực vật

Trên phương diện chống oxy hóa, các hợp chất polyphenol có thể phản ứng trực tiếp với gốc tự do tạo thành một gốc tự do mới bền hơn, hoặc gián tiếp tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp vốn là chất xúc tác cho quá trình tạo gốc tự do, từ đó ngăn cản phản ứng dây chuyền gây hại cho cơ thể

do gốc tự do gây ra

Flavonoid là một nhóm chất polyphenol khá quen thuộc trong tự nhiên,

có khoảng trên 6000 hợp chất flavonoid trong tự nhiên Về cấu trúc hóa học, flavonoid có cấu trúc chung là diphenylpropan (C6-C3-C6), với 2 vòng benzene C6 (vòng A và B) gắn với dị vòng C3 có oxy

Các flavonoid dễ kết tinh và thường có màu, flavone có màu vàng nhạt hoặc màu cam; flavonol có màu vàng đến màu vàng nhạt; chalcone có màu vàng đến cam đỏ Các isoflavol, flavanone, flavanonol, luecoantocyanidin, catechin không màu

Mang bản chất là polyphenol nên các flavonoid có tính chống oxy hóa mạnh, giúp trung hòa các gốc tự do, làm chậm sự khởi đầu của quá trình peroxide hóa lipid Thông qua các nhóm hydroxyl nhân thơm, các flavonoid còn có thể tương tác với protein, tương tác đó có thể làm hoạt hóa hoặc ức chế hoạt động của một số enzyme Chẳng hạn như ức chế enzyme xanthin Hình 2.5 Các vùng cấu trúc đảm bảo khả năng chống oxy hóa của polyphenol

(Amic& cộng sự, 2003)[19]

tự do Nhờ vậy, flavonoid giúp cơ thể chống đỡ được phần lớn sự tấn công của gốc tự do

Ở cấp độ tế bào, các flavonoid có khả năng trung hòa các gốc tự do là nhờ vào cấu trúc hóa học cũng như sự liên kết của chúng với màng tế bào Chẳng hạn như flavonoid giúp bảo vệ lipoprotein tỷ trọng thấp chống lại sự oxy hóa bằng cách liên kết với bề mặt phân tử lipoprotein tỷ trọng thấp, hình thành liên kết ether làm giới hạn tấn công của các tác nhân oxy hóa và các gốc tự do, giúp hạn chế nguy cơ gây ra các bệnh tim mạch cho cơ thể Ngoài

ra, flavonoid còn có khả năng chống ung thư một cách hiệu quả[23]

Vitamin C

Vitamin C hay L-acid ascorbic là một chất dinh dưỡng thiết yếu cho các loài linh trưởng bậc cao, và cho một số nhỏ các loài khác Sự hiện diện của ascorbat là cần thiết trong một loạt các phản ứng trao đổi chất trong tất cả các động vật và cây cối Vitamin C được tìm thấy nhiều nhất trong thực phẩm tươi, rau quả và trái cây như nước cam, chanh, quýt và có hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là trong bông cải xanh, tiêu, khoai tây, rau cải, cà chua

Vitamin C đóng vai trò rất quan trọng trong nhiều hoạt động của cơ thể.Vitamin C giúp cấu trúc collagen ổn định nhờ kết nối một phần của phân

tử amino acid proline để hình thành hydroxyproline Collagen là một protein rất quan trọng trong việc liên kết các cấu trúc cơ thể với nhau (mô liên kết, sụn khớp, dây chằng…) Ngoài ra, vitamin C cũng cần thiết cho sự làm lành vết thương và tăng sức đề kháng cho cơ thể Vitamin C còn có chức năng miễn dịch, tham gia sản xuất một số chất dẫn truyền thần kinh và hormone, tổng hợp carnitine, hấp thụ và sử dụng các yếu tố dinh dưỡng khác Trong cơ thể động vật, vitamin C còn là chất chống oxy hóa rất quan trọng, có nhiệm

vụ dọn sạch và phá hủy các gốc tự do trong sự kết hợp với vitamin E và glutathione ở các mô trong huyết thanh Vitamin C có khả năng vô hoạt các gốc tự do rất tốt do nó có thể chuyển cho gốc tự do hai nguyên tử Hydro của

nó và khi đó nó trở thành dehydroascorbic acid (Hình 2.7) (Pincemail & cs., 1998; Pincemail, 2006, trích dẫn bởi Lại Thị Ngọc Hà, Vũ Thị Thư, 2009)

Hình 2.6 Công thức cấu tạo của vitamin C