Nghiên cứu chiết xuất hoạt chất sulforaphane có tác dụng phòng chống vi khuẩn helicobacter pylori từ một số rau họ cải của việt nam

Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất hoạt chất sulforaphane có tác dụng phòng chống vi khuẩn Helicobacter pylori từ một số rau họ cả

MỤC LỤC

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI RAU HỌ CẢI 3

1.1.1 Thành phần hoạt chất của các loại rau họ Cải 3

1.1.2 Giới thiệu một số rau họ cải Việt Nam 4

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SULFORAPHANE 8

1.2.1 Giới thiệu về glucosinolate 8

1.2.2 Enzyme myrosinase 14

1.2.3 Sự hình thành, cấu trúc hóa học và tính chất hóa lý của sulforaphane 16

1.2.4 Tính chất dược lý có lợi cho sức khỏe của Sulforaphane 17

1.2.5 Cơ chế tác dụng của Sulforaphane 19

1.2.6 Tính an toàn của Sulforaphane 20

1.2.7 Vi khuẩn Helicobacter pylori 20

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÁCH CHIẾT VÀ THU NHẬN HOẠT CHẤT SINH HỌC SULFORAPHANE 23

1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới 23

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước 30

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 VẬT LIỆU 33

2.1.1 Nguyên liệu rau họ cải 33

2.1.2 Hóa chất 33

2.1.3 Thiết bị 33

2.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 34

2.2.1 Phương pháp lấy mẫu 34

2.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng hoạt chất 35

2.2.4 Phương pháp thử tác dụng diệt vi khuẩn Helicobacter pylori(HP) 38

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 39

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39

2.3.1 Nghiên cứu lựa chọn rau nguyên liệu và thời điểm thu hoạch thích hợp cho thu hồi hoạt chất Sulforaphane với hàm lượng cao 39

2.3.2 Nghiên cứu ứng dụng Enzyme myrosinase thủy phân glucosinolates trong rau nguyên liệu để nâng cao hàm lượng hoạt chất 40

2.3.3 Khảo sát một số yếu tố chiết xuất ảnh hưởng tới khả năng chiết xuất thu nhận sulforaphane từ một số rau họ cải Việt Nam 40

2.3.4 Bước đầu đánh giá hiệu quả phòng chống vi khuẩn Helicobacter pylori của chế phẩm có chứa hoạt chất sinh học ở điều kiện in vitro 42

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Ảnh hưởng của lựa chọn rau nguyên liệu và thời điểm thu hoạch thích hợp tới hàm lượng hoạt chất Sulforaphane (SFN) 43

3.1.1 Ảnh hưởng của lựa chọn rau nguyên liệu đến hàm lượng hoạt chất SFN 43

3.1.2 Ảnh hưởng của độ tuổi rau nguyên liệu thu hoạch đến hàm lượng hoạt chất SFN 45

3.2 Nghiên cứu ứng dụng enzyme myrosinase thủy phân glucosinolates trong rau nguyên liệu để nâng cao hàm lượng hoạt chất sulforaphane 47

3.2.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 47

3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 49

3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 51

3.2.4 Ảnh hưởng của pH tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất

sulforaphane 52

3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ tới khả năng chiết xuất hoạt chất sulforaphane 54

3.3.1 Ảnh hưởng của công suất siêu âm tới khả năng chiết xuất hoạt chất SFN 54

3.3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu tới khả năng chiết xuất hoạt chất sinh học sulforaphane 57

3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly tới khả năng chiết xuất hoạt chất sulforaphane 59

3.3.4 Ảnh hưởng của pH môi trường tới khả năng chiết xuất hoạt chất sulforaphane 60

3.3.5 Ảnh hưởng của thời gian trích ly tới khả năng chiết xuất hoạt chất SFN 62

3.3.6 Xây dựng quy trình công nghệ tách chiết Sulforaphane quy mô phòng thí nghiệm 64

3.4 Kết quả tác dụng diệt Helicobacter pylori 66

KẾT LUẬN 67

ĐỀ XUẤT 68

PHỤ LỤC 74 PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH THÍ NGHIỆM

GIẤY XÁC NHẬN ĐĂNG BÁO

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Kết quả của luận văn này là kết quả nghiên cứu của tôi được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Tất Thắng Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch và PGS.TS Đỗ Thị Hoa Viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, cùng sự giúp đỡ của tập thể các cán bộ nghiên cứu, học viên, sinh viên đang làm việc tại phòng thí nghiệm Trung tâm kiểm tra chất lượng Nông sản thực phẩm Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch

Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và trang web theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với sự cam đoan trên

Hà Nội, ngày 20 tháng 09 năm 2015 Tác giả luận văn ký tên

Dương Thị Thu hằng

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian nghiên cứu bên cạnh sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tôi

đã nhận được sự động viên và giúp đỡ rất lớn của nhiều thầy, cô giáo, gia đình và bạn

bè sự chỉ bảo động viên từ các cán bộ nghiên cứu phòng thí nghiệm Trung tâm Nghiên cứu và kiểm tra chất lượng Nông sản thực phẩm, Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, cùng các Thầy Cô trong Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm và tôi cũng luôn nhận được sự giúp đỡ của bạn bè và người thân

Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới các Thầy Cô hướng dẫn:

TS Nguyễn Tất Thắng (Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch)

và PGS.TS Đỗ Thị Hoa Viên (Viện Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm

Đại học Bách Khoa Hà Nội) đã luôn quan tâm chỉ bảo, tận tình giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian nghiên cứu

Tôi xin trân trọng cảm ơn lãnh đạo Trung tâm Nghiên cứu chế biến Nông sản thực phẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này

Và tôi xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè, người thân đã luôn theo dõi, giúp

đỡ và động viên để tôi có thể hoàn thành tốt luận án thạc sĩ này

Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng môn lớp 13B.CNSH đã cùng tôi đồng hành, cùng tôi trải qua những năm Học viên dưới mái trường ĐHBKHN thân yêu

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn tới những người thân trong gia đình và toàn thể bạn bè đã luôn là điểm tựa tinh thần vững chắc, chăm lo, động viên tôi, giúp tôi hoàn thành tốt Luận văn

Hà nội, ngày 20 tháng 9 năm 2015

Dương Thị Thu Hằng

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Hàm lượng glucosinolate ở một số loại rau họ cải 4 Bảng 1.2: Thành phần hóa học trong 100 gam rau súp lơ 6 Bảng 1.3: Tên thông thường và tên hoá học của các GLS thường tìm thấy trong rau thuộc họ cải [34] 10 Bảng 1.4: Một số ITCs đã được nghiên cứu về hoạt tính chống ung thư 14 Bảng 1.5 Một số nghiên cứu chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học hỗ trợ bằng siêu âm 28 Bảng 3.1: Ảnh hưởng của lựa chọn rau nguyên liệu đến hàm lượng hoạt chất

sulforaphane 43 Bảng 3.2 Ảnh hưởng của độ tuổi rau nguyên liệu thu hoạch đến hàm lượng hoạt chất SFN 45 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 48 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 50 Bảng 3.5 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 51 Bảng 3.6 Ảnh hưởng của pH tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 53 Bảng 3.7 Ảnh hưởng của công suất siêu âm tới khả năng chiết xuất hoạt chất

sulforaphane 54 Bảng 3.8: Ảnh hưởng của các loại dung môi tới khả năng chiết xuất hoạt

sulforaphane 56 Bảng 3.9 Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu tới khả năng chiết xuất hoạt chất sulforaphane 58Bảng 3.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly tới khả năng chiết xuất hoạt chất

sulforaphane 59 Bảng 3.11: Ảnh hưởng của pH môi trường tới khả năng chiết xuất hoạt chất SFN 61 Bảng 3 12: Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến khả năng chiết xuất sulforaphane 62 Bảng 3.1: kết quả đo đường kính vòng vô khuẩn hoạt chất 66

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Công thức hoá học chung của glucosinolate 9

Hình 1.2: Sinigrin và sản phẩm thủy phân của sinigrin 11

Hình 1.3: Một số sản phẩm thuỷ phân của GLS 12

Hình 1.4: Cấu trúc hoá học chung của isothiocyanate 13

Hình 1.5: Cơ chế của glucosinolate khi xúc tác bởi enzyme myrosinase 15

Hình 1.6 Quá trình chuyển hóa Glucoraphanin thành Sulforaphane trong thực vật 16 Hình 1.7 Cấu trúc sulforaphane 17

Hình 2.1: Đường chuẩn sinigrin 37

Hình 2.2: Đồ thị đường chuẩn sulforaphane 38

Hình 3.1 Ảnh hưởng của lựa chọn rau nguyên liệu đến hàm lượng hoạt chất sulforaphane 44

Hình 3.2 Ảnh hưởng của độ tuổi rau nguyên liệu thu hoạch đến hàm lượng hoạt chất SFN 46

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 48

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 50

Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 52

Hình 3.6 Ảnh hưởng của pH tới quá trình thủy phân glucosinolates tạo hoạt chất sulforaphane 53

Hình 3.7 Ảnh hưởng của công suất siêu âm tới khả năng chiết xuất hoạt chất sulforaphane 55

Hình 3.8: Ảnh hưởng của các loại dung môi tới khả năng chiết xuất hoạt sulforaphane 57 Hình 3.9 Ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu tới khả năng chiết xuất hoạt

Hình 3.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly tới khả năng chiết xuất hoạt chất

sulforaphane 60 Hình 3.11: Ảnh hưởng của pH môi trường tới khả năng chiết xuất hoạt chất SFN 61 Hình 3 12: Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến khả năng chiết xuất hoạt chất SFN 63

Hình 3.13 Quy trình công nghệ chiết xuất và thu nhận hoạt chất sulforaphane 64

Tại Việt Nam, tỷ lệ mắc các bệnh viêm loét và ung thƣ dạ dày do vi khuẩn

Helicobacter pylori (H pylori) gây ra ngày càng phổ biến Vi khuẩn này là nguyên

nhân gây bệnh chủ yếu của viêm, loét và ung thƣ dạ dày chiếm khoảng 50% dân số

thế giới Các chủng H pylori mang gen CagA (+) gây độc tế bào chiếm tỉ lệ rất cao

(70-100%)

Sulforaphane là sản phẩm thủy phân enzym từ glucoraphanin đã đƣợc nhiều nghiên cứu trên thế giới chứng minh có vai trò quan trọng trong kiểm soát ngăn ngừa hay phong tỏa sự hình thành và phát triển ung thƣ Chất này cũng đƣợc chứng

minh có tác dụng làm giảm di chứng do vi khuẩn H pylori và có hiệu quả trong ngăn

ngừa các khối u dạ dày do vi khuẩn này gây ra Hoạt chất sinh học sulforaphane có mặt với hàm lƣợng cao trong hầu hết các loại rau họ cải (Brassicacea) nhƣ bông cải xanh, cải bắp, súp lơ, cải brussel, cải lá xanh và cải xoăn

Công nghệ tổng hợp hoá dƣợc ngày nay đã phát triển mạnh mẽ, tạo ra các biệt dƣợc khác nhau sử dụng trong công tác phòng, chữa bệnh, nhờ đó giảm tỷ lệ tử

hóa chất độc tính cao và sản phẩm phản ứng cuối cùng đòi hởi kỹ thuật tinh chế phức tạp Những khó khăn này làm hạn chế việc sản xuất và sử dụng sulforaphane tổng hợp hóa học trong công nghiệp thực phẩm và hóa dược Do đó hoạt chất sinh học này đến nay vẫn chủ yếu được sản xuất từ nguồn nguyên liệu là các loại rau họ cải Việt Nam có tiềm năng sản xuất tạo ra nguồn nguyên liệu rau cải dồi dào cho sản xuất hoạt chất sulforaphane Nghiên cứu sản xuất thành công hoạt chất sulforaphane không chỉ mang lại ý nghĩa to lớn về mặt y tế mà còn góp phần đáng

kể cho ngành nông nghiệp nước ta Tuy nhiên, những nghiên cứu này mới chỉ dừng lại ở mức độ thăm dò

Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất hoạt chất sulforaphane có tác dụng phòng chống vi khuẩn

Helicobacter pylori từ một số rau họ cải của Việt Nam”

Mục tiêu của đề tài:

Nghiên cứu xác định được một số đặc tính hóa lý, đặc tính sinh học và xây dựng được quy trình công nghệ thu nhận hoạt chất Sulforaphane có tác dụng phòng

chống vi khuẩn Helicobacter pylori với hàm lượng cao trong một số rau họ cải của

Việt Nam

Địa điểm nghiên cứu:

Nghiên cứu được tiến hành tại Trung tâm nghiên cứu kiểm tra chất lượng nông sản, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch từ tháng 8 năm

2014 đến tháng 7 năm 2015

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI RAU HỌ CẢI

1.1.1 Thành phần hoạt chất của các loại rau họ Cải

Rau là nguồn thực phẩm thiết yếu trong đời sống hằng ngày của con người Rau không chỉ cung cấp một lượng lớn vitamin… mà còn cung cấp một phần các nguyên tố đa, vi lượng cần thiết trong cấu tạo tế bào Rau họ cải có nhiều loại hoạt chất khác nhau: giàu các loại vitamin, các khoáng chất và dầu béo, acid erucic Glucoraphanin còn gọi là sulforaphane glucosinolate có ở hầu hết trong các loại rau họ Cải như mầm bông cải xanh, cải brussel, cải bắp, súp lơ, rau cải, cải xoăn, bông cải xanh Trung Quốc, su hào, mù tạt, củ cải, rau arugula, và cải xoong, nhiều nhất ở cây súp lơ xanh, nhưng hàm lượng rất thấp và biến động rất lớn, khoảng 10 -

50 lần tùy theo thời kỳ sinh trưởng và phát triển của cây [2, 8] Hàm lượng Sulforaphane trong mầm súp lơ (1153 mg/100g trọng lượng khô) cao gấp 10 lần ở trong hoa súp lơ chín thu hoạch (44-171 mg/100g) [18]

Glucosinolate và các sản phẩm thủy phân của chúng từ lâu đã được biết đến với tên gọi chung là dầu mù tạt (mustard oil) Các dẫn xuất của glucosinolate không những góp phần tạo nên hương vị và mùi thơm đặc trưng của các loại rau họ cải, gia

vị, mà còn đóng vai trò như một chất hoạt động sinh học giúp thực vật tự bảo vệ khi

bị thương hoặc bị vi sinh vật tấn công Ngoài ra, glucosinolate còn nội cân bằng auxin giúp phòng chống ung thư ở người [10]

Các loại rau họ cải thường chứa các loại glucosinolate khác nhau và mỗi loại khi bị thủy phân lại hình thành các isothiocyanate khác nhau Ví dụ: cải xanh là 1 nguồn giàu glucoraphanin, đây là tiền chất của Sulforaphane và sinigrin là tiền chất của allyl isothiocyanate (IAITC) Cải xoong là nguồn giàu gluconasturtin, là tiền chất của phenethyl isothicyanate (PEITC) Mầm rau cải là nguồn giàu glucotropaeolin, là tiền chất của benzyl isothiocyanate (BITC) Các hợp chất glucosinolate tìm thấy trong rau họ cải này mang lại hương vị đặc biệt của chúng

nhờ sự xúc tác của enzyme myrosinase có trong các loại rau họ Chữ thập đã xảy ra

sự phân giải theo các giai đoạn sau: bắt đầu muối của acid sulfuric sẽ được giải phóng, sau đó glucose và aglycone sẽ được hình thành Tùy theo pH của môi trường, tùy theo cấu tạo của các gốc aglycone, các sản phẩm phân giải khác nhau có thể được hình thành Khi thủy phân bằng enzyme, các sản phẩm phân giải này chủ yếu là isothiocyanate, thiocyanate và nitril Cả 2 loại isothiocyanate và thiocyanate đều là những hợp chất rất quan trọng trong vấn đề diệt khuẩn Quan trọng nhất là glucosinolate nhóm sulforaphane

Tuy vậy, Các glucosinolate nói chung, glucoraphanin rất nhạy cảm đối với tác động của môi trường, đóng gói và bảo quản ở công đoạn sau thu hoạch [22]

những hợp chất có giá trị này của bông cải xanh sẽ giảm đi rất nhiều qua quá trình chế biến do ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất cao [36] Hàm lượng glucosinolate ở một số loại rau họ cải được thể hiện ở bảng 1.1

Bảng 1.1: Hàm lượng glucosinolate ở một số loại rau họ cải

1.1.2 Giới thiệu một số rau họ cải Việt Nam

Theo Cục Trồng trọt, diện tích trồng rau cả nước đến cuối năm 2012 đạt hơn 823.000ha, năng suất 17 tấn/ha, sản lượng khoảng 14 triệu tấn, trong đó diện tích

rau miền Nam đạt 466.000ha, năng suất 17,8 tấn/ha, sản lượng 8,3 triệu tấn, diện tích rau miền Bắc ước đạt 357.000ha, năng suất 16 tấn/ha, sản lượng 5,7 triệu tấn Những năm gần đây đã hình thành được một số vùng trồng rau tập trung như:

- Vùng trồng cải bắp: Lâm Đồng, Hà Nội, Hải Phòng, Hải Dương, Hưng Yên

- Vùng trồng cà chua: Lâm Đồng, Hà Nội, Hải Phòng, Hưng Yên,…

Trong đó các loại rau họ cải như súp lơ xanh, cải xanh, cải bắp được trồng nhiều ở một số địa phương trong cả nước như Hà Nội, Vĩnh Phúc, Lào Cai, Lâm Đồng,…

Rau là loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của con người, rau cung cấp nhiều Vitamin, chất khoáng, chất xơ và rau có tính dược lý cao

mà một số loại thực phẩm khác không thể thay thế được Rau có chứa các loại vitamin A, B1, B2, C, E, PP,…Trong khẩu phần ăn của nhân dân ta rau cung cấp khoảng 95 - 99% nguồn vitamin A, 60 - 70% nguồn vitamin B (B1, B2, B6, B12) và gần 100% nguồn vitamin C Rau chứa các chất khoáng chủ yếu như Ca, P, Fe; các axit hữu cơ, các hợp chất thơm, các vi lượng, các xellulo (chất xơ) giúp cơ thể tiêu hóa thức ăn dễ dàng, phòng ngừa các bệnh về tim mạch, huyết áp cao Ngoài ra trong rau còn chứa một số hoạt chất sinh học quý như Sulforaphane, Indol-3-carbinol, glucosinolate,… có tác dụng phòng ngừa ung thư, viên loét dạ dày, tá tràng, chống oxi hóa, phòng tránh sự xơ vữa động mạch,…

Cùng với nhu cầu tiêu dùng về các sản phẩm rau ngày càng tăng cao đã kéo theo sản xuất rau trong những năm vừa qua tăng lên cả về số lượng, chất lượng và

vệ sinh an toàn thực phẩm

Việt Nam có khả năng sản xuất rau quanh năm với số lượng, chủng loại rau rất phong phú, dồi dào cho sản xuất hoạt chất sinh học Sulforaphane

1.1.2.1 Rau súp lơ xanh (Brassica oleraceae var Italic Plenck)

Súp lơ xanh là cây rau thuộc họ thập tự (họ cải) có nguồn gốc từ bờ biển Địa Trung Hải, là loại rau có giá trị dinh dưỡng cao, được trồng nhiều ở các quốc gia trên thế giới Bộ phận sử dụng làm thực phẩm ở súp lơ là toàn bộ phần hoa chưa nở Súp lơ được dùng để ăn sống, nấu canh, xào và muối chua, đóng hộp, trộn với các

4,9% và các chất khoáng Canxi 26mg%; Photpho 51,0mg%; Sắt 1,4mg% cùng các vitamin B1 0,11mg%; B2 0,1mg%; PP 0,6mg%; vitamin C 70mg%; carotene 0,05mg% [4] Các giống súp lơ xanh hiện nay đang được trồng phổ biến ở nước ta bao gồm giống: Súp lơ xanh của Nhật Bản, súp lơ xanh B15 (nhập từ Hàn Quốc), F1 ROCK (BR2)

Bảng 1.2: Thành phần hóa học trong 100 gam rau súp lơ [4]

1.1.2.2 Rau cải xanh (Brassica juncea)

Cây cải xanh có thể dùng để nấu canh, luộc, xào và muối dưa, v.v Cây cải xanh được trồng rất phổ biến ở các vùng, trồng gần như quanh năm Các giống cải xanh ở nước ta gồm nhiều giống địa phương như: cải xanh lá vàng, cải xanh Thanh Mai, Vĩnh Tuy, Thừa Thiên Huế, cải xanh ngọt Cx1, cải ngọt số 4 và nhiều địa phương khác Qua nhiều năm thuần chủng nên rất dễ trồng và tự để giống tại địa phương ở tất cả các vùng [4]

1.1.2.3 Rau mầm

a Định nghĩa rau mầm [46]

Rau mầm là tên gọi chung của các loại rau được gieo trồng bằng các loại hạt giống thông thường như: củ cải, cải bẹ xanh, cải ngọt, rau muống, hành tây, đậu xanh, đậu

đỏ… với thời gian canh tác ngắn từ 4 – 15 ngày tuổi là có thể thu hoạch được Và đặc điểm nổi bật của rau mầm là sử dụng “4 không”:

 Không sử dụng đất

 Không sử dụng phân bón hóa học

 Không sử dụng thuốc bảo vệ thực vật

 Không sử dụng nước nhiễm bẩn

b Phân loại rau mầm [46]

Rau mầm chủ yếu được chia làm 2 loại:

 Rau mầm trắng: được tạo thành khi hạt phát triển trong điều kiện không có ánh sáng nên có thân trắng và lá mầm nhỏ màu hơi vàng, phổ biến nhất là: giá đỗ xanh, giá đậu tương, mầm cỏ linh lăng…

 Rau mầm xanh: được tạo thành khi hạt phát triển trong điều kiện có ánh sáng nên thân trắng hơi xanh và lá mầm xanh như rau mầm các loại cải, một số loại đậu, đỗ…

c Giá trị dinh dưỡng của rau mầm

Trên thế giới, rau mầm được ưa chuộng không chỉ bởi thời gian thu hoạch ngắn, sản phẩm sạch mà còn bởi giá trị dinh dưỡng của nó Tại thời điểm thu hoạch, rau mầm chứa hàm lượng các vitamin E, C, B cao nhất trong vòng đời của cây Đây cũng là thời kỳ các chất dinh dưỡng đậm đặc nhất, hàm lượng chất xơ nhiều, khi ăn vào thì dễ tiêu, dễ hấp thụ và chuyển hóa các chất phức tạp Nhờ giàu vitamin, rau mầm giúp cơ thể tăng sức đề kháng, giữ gìn làn da mịn màng tươi tắn, nguồn vitamin E dồi dào trong rau mầm giúp làm chậm quá trình lão hóa và tăng cường sinh lực, gây hưng phấn và giữ gìn sắc đẹp, phòng ngừa ung thư, ngăn cản sự

xơ cứng tế bào… [46]

Rau mầm họ cải (Brassicaceae hoặc Cruciferae) có chứa các chất chống ôxy hóa và có cả thuộc tính chống ung thư [17] Thực phẩm có chứa các chất chống ôxy hóa cung cấp hỗ trợ hiệu quả cho hệ thống phòng ngừa của cơ thể và có khả năng ngăn ngừa một số bệnh [30] So với các loại rau thường, rau mầm có giá trị dinh

nhất như: súp lơ xanh, đậu tương, rau cải… So sánh lượng chất dinh dưỡng có trong rau mầm tương đương với lượng dinh dưỡng có chứa trong một quả trứng vịt lộn Chỉ cần 50g loại rau này sẽ tương đương với lượng dinh dưỡng trong khoảng 250g rau trưởng thành

Trong rau mầm còn có nhiều enzyme kích thích tăng trưởng, giúp cơ thể tăng cường sức đề kháng, ngừa cảm cúm, giảm cholesterol Theo lý giải của các nhà khoa học Mỹ và nhật Bản, trong mầm đậu tương có hai hoạt chất là phytoestrogenistein và daidzein nhiều hơn hàng chục lần so với hạt đậu tương Chúng là các chất xơ hoạt tính nội tiết tố sinh dục nữ từ thực vật giúp chống lão hóa

và làm đẹp cho nữ giới Trong mầm đậu tương còn có axit gama aminobutyric - chất ảnh hưởng đến sự dẫn truyền của các neron thần kinh, điều tiết hoạt động của

hệ thần kinh Loại rau mầm này được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi tại Bắc Mỹ, Nhật Bản, Tây Âu…

Mầm rau cải củ (Raphanus sativus L.), có vị cay nhẹ giúp tăng khẩu vị và

kích thích tiêu hóa Mầm cải củ có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp rất nhiều các vitamin B, C, E và các khoáng chất như sắt, kẽm,… [4]

1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SULFORAPHANE

1.2.1 Giới thiệu về glucosinolate

Glucosinolate là các hợp chất dẫn xuất từ hợp chất chứa glucose & acid amin, có liên kết với sulfur, được gọi là β-thioglucoside-N-hydroxysulphates Chúng có chủ yếu trong các loại rau họ cải, hạt mù tạt đen Hợp chất glucosinolate phổ biến là sinigrin (thuộc họ glucosides, có nhiều trong mù tạt wasabi)

1.2.1.1 Glucosinolate và các dạng glucosinolate

Glucosinolate (GLS) là β-D-thioglucoside tự nhiên tìm thấy trong 15

họ thực vật hai lá mầm Những họ này là những Akaniaceae, Bataceae,

Brassicaceae, Bretschneideraceae, Capparaceae, Caricaceae, Resedaceae, Euphorbiaceae, Limnanthaceae, Moringaceae, Salvodoraceae, Tovariaceae Gyrostemonaceae, Pentadiplantdraceae, Tropaeolaceae Đã có hơn 100 GLS được

phát hiện GLS được tìm thấy trong tất cả các phần của cây và 15 GLS khác nhau

đã được tìm thấy trong cùng một cây Nồng độ khác nhau phụ thuộc vào kiểu mô, độ tuổi sinh lý dinh dưỡng cây trồng… Đa số các cây trồng có chứa GLS thuộc về họ Brassicaceae Các loại rau bao gồm cải bắp, súp lơ, súp lơ xanh (bông cải xanh), mầm cải Brussels, củ cải, mù tạt… [34] Cấu trúc của GLS bao gồm một liên kết thioglucosidic với carbon của một oxime sunfonat hóa Nhóm

R có nguồn gốc từ các amino acid và có sự thay đổi Nó có thể là các chất béo (ví

dụ như alkyl, alkenyl, hydroxyalkenyl), chất thơm (ví dụ như benzyl) hoặc dị vòng (ví dụ indolyl) Cấu trúc chung của GLS được trình bày trong hình 2.1

Hình 1.1: Công thức hoá học chung của glucosinolate[49]

GLS cũng bao gồm rất nhiều loại và được phân chia thành các nhóm khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc của nhóm R Bảng 1.4 đưa ra một cái nhìn tổng quan về các GLS thường thấy trong các rau thuộc họ cải ( Brassicaceae)

Bảng 1.3: Tên thông thường và tên hoá học của các GLS thường tìm thấy trong rau thuộc họ cải [34]

Sinigrin (allyl glucosinolate hay 2–propenylglucosinolate) là glucosinolate thường có trong cây trồng của hạt cải Nó được coi là tiền thân chính của hương vị lưu huỳnh trong cây họ cải Trong cộng đồng châu Âu và trên toàn thế

giới, nó là tiêu chuẩn tham khảo chính khi phân tích HPLC (sắc ký lỏng hiệu năng cao) của glucosinolate Sau khi bị tổn thương hay phá vỡ cấu trúc tế bào thực vật,

sinigrin bị thủy phân bởi myrosinase, phản ứng tạo ra tối đa bốn hợp chất khác

nhau là AITC (allyl isothiocyanate) ATC (allyl thiocyanate), AC (allyl cyanate), CETP (1 – cyano –2,3 - epithiopropane) (hình 1.2) Mỗi hợp chất góp phần tạo hương vị và hương thơm đặc trưng cho cây trồng Sự có mặt của sản phẩm thủy phân sinigrin cũng phụ thuộc vào điều kiện chế biến AITC thường được sinh ra ở pH trung tính, và AC được sinh ra ở pH 4 CETP tạo thành là kết quả của phản ứng kết hợp giữa các ion sắt và epithiospecifier protein [14]

Hình 1.2: Sinigrin và sản phẩm thủy phân của sinigrin [14]

Các cây họ cải thường chứa GLS loại sinigrin, được biến đổi trong cơ thể thành allyl isothiocyanate Trong bắp cải tươi, cải xanh đều chứa lượng lớn allyl isothiocyanate [21]

1.2.1.2 Quá trình thuỷ phân glucosinolate và sản phẩm thuỷ phân của nó

 Quá trình thuỷ phân glucosinolate

Hình 1.3: Một số sản phẩm thuỷ phân của GLS [48]

Khi nghiền mô thực vật hoặc các hạt chứa GLSs và bổ sung thêm

nước, các enzyme myrosinase nội sinh sẽ xúc tác cho sự phân cắt thủy phân

của thioglucosidic tạo thành D-glucose và một thiohydroximate O-sulphonate (aglycone) Nếu pH trung tính (pH = 5 – 8), nó tạo một isothiocyanate, phản ứng rất nhanh, dễ bay hơi, có mùi mạnh và vị đắng Đây là sản phẩm thủy phân chi phối cho nhiều loài Nếu pH có tính axit (pH = 2 – 5), sản phẩm tạo thành nitrile Sự hình thành của một thiocyanate tạo ra ở pH > 8 Các sản phẩm chủ yếu phụ thuộc vào cấu trúc của mạch bên GLS và sự hiện diện của pH=5-8 pH=2-5 pH>8 GLS hoạt động để sản xuất ra glucose, sulfate, và một loạt các hoạt động sinh lý mà sản phẩm bao gồm isothiocyanate, thiocyanate, nitrile và các sản phẩm khác tùy thuộc vào chất nền và điều kiện phản ứng [21] Protein và các yếu tố làm thay đổi hoạt động của enzyme Những hợp chất được tạo thành có nhiệm vụ quan trọng tạo ra hương vị đặc trưng của các gia vị (như mù tạt) và đóng góp vào việc tạo các đặc tính cảm giác mong muốn cũng như hương vị cho nhiều loại rau ví dụ: cải bắp, cải Brussels, bông cải xanh Các sản phẩm thủy phân cao cấp (đặc biệt là trong mầm), lại có thể tạo ra một hương vị đắng khó chịu [21] Quá trình sinh tổng hợp glucosinolate gồm 3 giai đoạn:

1- Kéo dài chuỗi acid amin

2- Hình thành cấu trúc glucosinolate

3- Biến đổi mạch bên, hoàn tất quá trình sinh tổng hợp

Myrosinase là một glycoprotein cùng tồn tại song song với glucosinolate

nhưng được cho là nằm tách biệt trong các tế bào “myrosin” (theo Fahey và cs,

2001) [6] Ở người không tồn tại enzyme myrosinase nhưng vẫn có thể chuyển hóa

glucosinolate nhờ hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột (Fahey và cs, 2001) [6] Hiện nay, các nhà khoa học quan tâm đến các hoạt động phòng chống ung thư của các loại rau có chứa nhiều glucosinolate nói chung, cũng như isothiocyanate nói riêng

 Isothiocyanate

Isothiocyanate (ITC) là các hợp chất nhóm - N = C =S , là sản phẩm thuỷ phân của GLS ở pH trung tính Những ITC tự nhiên như allyl isothiocyanate, còn được gọi là mù tạt (mustard)

Hình 1.4: Cấu trúc hoá học chung của isothiocyanate[50]

Bên cạnh những đóng góp của họ cho các hương vị của những thực phẩm này, các hợp chất này được quan tâm vì ảnh hưởng của chúng đến sức khỏe con người Một số nghiên cứu xem xét vai trò của ITCs nhằm ức chế sự phát triển của các loại ung thư khác nhau

Bảng 1.4: Một số ITCs đã được nghiên cứu về hoạt tính chống ung thư [22]

Sulforaphane (SFN) là một dạng phổ biến của ITC, được tìm thấy từ các loại thực phẩm khác nhau như súp lơ xanh, cải bắp, mầm brussels…

1.2.2 Enzyme myrosinase.[29]

Myrosinase (EC 3.2.3.1) là enzyme β-thioglucosidase là enzyme thủy phân

glucosinolates, một nhóm các chất chuyển hóa tự nhiên có mặt trong hầu hết các loại rau họ cải Đã xác định và phân loại trên 100 loại glucosinolate khác nhau ở chuỗi R allyl (sinigrin), benzyl, and indoyl(I) Enzyme thủy phân thường xảy ra khi phá vỡ tế bào hay quá trình chế biến Các enzyme xúc tác quá trình thủy phân của các S-glucosides để tạo ra β – D – glucose(II) và các đoạn aglycone(III), Các aglycone không ôn định sau đó sắp xếp lại để tạo sulfate và isothiocyanate(IV)

Metabolism of glucosinolates as catalyzed by myrosinase.

M Grazia Botti et al J Biol Chem 1995;270:20530-20535

©1995 by American Society for Biochemistry and Molecular Biology

Hình 1.5: Cơ chế của glucosinolate khi xúc tác bởi enzyme myrosinaze

Cơ chế xúc tác của enzyme myrosinase vẫn đang được nghiên cứu, khả năng xúc tác chuyển hóa glycoside của enzyme đã được kiểm tra Sự ổn định và tăng hoạt tính của enzyme đều giảm khi có mặt của các dung môi hữu cơ khác nhau, bao gồm

cả rượu đơn giản, nhưng không đủ để ngăn chặn phản ứng diễn ra Tuy nhiên, trái

ngược với hầu hết các β-glycosidases khác, myrosinase không xúc tác phản ứng

chuyển hóa glycoside với rượu hoặc các chất nhận glycosyl khác Do đó Các giả định enzyme-glycosyl trung gian dường như không có phản ứng, có thể bởi vì D-glucose là sản phẩm đầu tiên thu được từ các enzyme Các analogue trạng thái chuyển tiếp, -lactone glucono-, một chất ức chế cạnh tranh mạnh của β-glucosidase,

đã được tìm thấy là một chất ức chế không cạnh tranh kém của myrosinase Đặc biệt

myrosinase được hoạt hóa bởi axit ascorbic

1.2.3 Sự hình thành, cấu trúc hóa học và tính chất hóa lý của sulforaphane 1.2.3.1 Sự hình thành

Glucoraphanin là một glucosinolate được tìm thấy có mặt với hàm lượng cao (73

mg glucoraphanin trên 1 auxơ (28,3 gam) trong các giống rau súp lơ xanh (Brassica

oleracea Italica) và các loại rau khác của họ rau cải (cải brussel, cải bắp, cải xoăn,

su hào, mù tạt, củ cải, rau arugula, [2] Sulforaphane (C6H11NOS2) là một isothiocyanate có hoạt tính sinh học, được hình thành khi glucoraphanin được

chuyển hóa bởi enzyme myrosinase Đặc biệt, rau mầm súp lơ xanh 7 ngày tuổi là

nguồn giàu glucoraphanin với hàm lượng 1153 mg/100g trọng lượng khô, cao gấp

10 lần so với súp lơ xanh trưởng thành (44-171 mg/100g) [18]

Hình 1.6 Quá trình chuyển hóa Glucoraphanin thành Sulforaphane trong

thực vật 1.2.3.2 Cấu trúc hóa học

Hình 1.7 Cấu trúc sulforaphane

c) Công thức hóa học: C6H11NOS2

d) Khối lượng phân tử trung bình: 177.288

e) Trạng thái vật lý: Chất lỏng không mùi, màu vàng sáng

f) Tính chất: Hòa tan trong nước lạnh, methanol, dimethyl sulfoxide (DMSO) và

chloroform

1.2.4 Tính chất dược lý có lợi cho sức khỏe của Sulforaphane

1.2.4.1 Tác dụng trong phòng và điều trị ung thư:

Trong nhiều nghiên cứu in vitro các dòng tế bào ruột kết, ung thư máu, tụy, phổi

và ung thư da đã chứng minh tác dụng ức chế của Sulforaphane về bắt giữ vòng đời

tế bào Nghiên cứu các dòng tế bào trong ung thư bàng quang của người và tuyến tiền liệt cho thấy Sulforaphane làm tăng quá trình chết tế bào Khả năng của Sulforaphane phá vỡ sự polyme hóa tubulin và ức chế phân bào cũng đã được chứng minh trong các mô hình động vật mắc bệnh ung thư vú Ức chế histone deacetylase và tăng sự chết tế bào trong ruột kết, tuyến tiền liệt, và các dòng tế bào thận cũng đã được báo cáo Trong một nghiên cứu thử nghiệm lớn bao gồm 3 nhóm tình nguyện viên khỏe mạnh (tuổi từ 18-55), với liều dùng một lần mỗi ngày 68g BroccoSprouts® (khoảng 105mg Sulforaphane) đã ức chế đáng kể hoạt tính của HDAC trong máu ngoại vi nuôi cấy tế bào đơn nhân sau 3 và 6 giờ dùng thuốc Điều này chứng tỏ Sulforaphane có thể tạo ra sự bắt giữ vòng đời tế bào và quá trình chết tế bào ở người [32]

Ở những con chuột với bệnh ung thư tuyến tiền liệt gây thực nghiệm, 6 mol Sulforaphane cho uống qua miệng, 3 lần một tuần từ sáu tuần tuổi trở đã làm giảm tỷ lệ di căn phổi 50% Mẫu mô tuyến tiền liệt cho thấy giảm tăng sinh tế bào

micro-bào liên quan đến yếu tố hoại tử khối u (TRAIL) đã gây ra sự chết tế micro-bào trong một loạt các tế bào ung thư Trong một mô hình chuột bị ung thư tuyến tiền liệt, những con chuột đực mang khối u đã được dùng Sulforaphane (40 mg/kg), TRAIL + Sulforaphane (40 mg/kg), TRAIL (15 mg/kg) tại những khoảng thời gian khác nhau trong bốn tuần Mặc dù Sulforaphane và TRAIL đều làm giảm tốc độ tăng trưởng khối u, nhưng sự kết hợp của Sulforaphane và TRAIL có hiệu quả hơn, cho thấy Sulforaphane có tác dụng tốt đối với TRAIL [36]

1.2.4.2 Phòng và điều trị bệnh tim mạch và tăng huyết áp

Glucoraphanin và Sulforaphane đủ khả năng bảo vệ tim mạch thông qua các tính chất chống oxy hóa và chống viêm của chúng, dẫn đến giảm stress oxy hóa, cải thiện công thức lipid và giảm huyết áp Thử nghiệm giai đoạn 1 liên quan đến hút thuốc lá (sáu người đàn ông và sáu phụ nữ) để điều tra mức sử dụng 100g mầm bông cải xanh tươi hàng ngày (hàm lượng Glucoraphanin/Sulforaphane không quy định) trong một tuần ảnh hưởng đến dấu hiệu stress oxy hóa và giá trị cholesterol Mức cholesterol, axit amin trong huyết tương, hoạt tính giết tế bào tự nhiên, coenzyme huyết thanh Q10 và các dấu hiệu của stress oxy hóa là phosphatidyl choline-hydroperoxide (PCOOH) huyết tương, 8-iso-prostane nước tiểu, 8-hydroxy-deoxyguanosine nước tiểu được đo trước và sau điều trị Chỉ sau một tuần sử dụng mầm bông cải xanh, tất cả các đối tượng đã chứng minh giảm tổng số và LDL-cholesterol và giảm tất cả các dấu hiệu căng thẳng oxy hóa [31]

1.2.4.3 Chống viêm đường hô hấp trên

Các hạt bụi từ khí thải động cơ diesel trong không khí là nguyên nhân làm tăng bệnh phổi và bệnh tim mạch vì gây stress oxy hóa Sulforaphane ức chế sự sản xuất cytokine trong tế bào biểu mô đường hô hấp của người tiếp xúc với phế thải dầu diesel qua sự cảm ứng của các gen enzyme giai đoạn 2 NQO1 và glutathione-S-transferase M1 Trong nghiên cứu đầu tiên để chứng minh khả năng điều hòa của Sulforaphane trong đường hô hấp của người, Reidl và cs đã cho sử dụng sản phẩm BroccoSprouts® (BSH) ở 57 tình nguyện viên khỏe mạnh (tuổi trung bình 34) với liều lượng tăng dần (25, 50, 75, 100, 125, 150, 175 và 200g) Kết quả nghiên cứu

cho thấy có sự tăng đáng kể về glutathione-S-transferases, HO-1, và NQO1 ở liều lượng 200g BSH so với nhóm đối chứng dùng giả dược Tất cả các liều được dung nạp tốt và không có tác dụng phụ nghiêm trọng [35]

1.2.4.4 Chống viêm khớp dạng thấp

Viêm khớp dạng thấp (RA) liên quan đến việc mở rộng như khối u của màng hoạt dịch đặc trưng bởi tăng sinh synoviocyte, xâm nhập của các tế bào T và B, và tăng interleukin (IL) -6, -8, và -17 Điều trị RA, do đó, liên quan đến việc cần ức chế sự tăng sinh synoviocyte và sản xuất cytokine Do đặc tính “như khối u" của synoviocyte và vai trò của chất này đối với tiến triển RA, Kong và cs đã nghiên cứu tác động của Sulforaphane đối với synoviocyte trong một mô hình chuột bị RA Sulforaphane được cho uống ở chuột đực nồng độ 12,8; 63,8 và 318,8 mg/ml/kg mỗi ngày trong năm tuần Kết quả cho thấy Sulforaphane giảm tỷ lệ sống synoviocyte lên đến 51% so với ban đầu, giảm đáng kể IL-17 và TNF-α, và áp chế các phản ứng tăng sinh trong các tế bào đa nhân trung tính ở mức cơ bản Kiểm tra

mô học cho thấy ít viêm, ít tăng sản hoạt dịch và ít phá hủy xương ở những con chuột được điều trị bằng Sulforaphane so với nhóm đối chứng [25]

1.2.5 Cơ chế tác dụng của Sulforaphane

Sulforaphane là một chất cảm ứng mạnh của các enzym pha 2 phụ thuộc vào Nrf2 (ery-throid-derived 2) tham gia vào giải độc xenobiotic Các enzym cảm ứng bởi Ssulforaphane bao gồm thành phần đáp ứng chất chống oxy hóa (ARE) nhằm vào: NQO1, 4γ-glutamylcysteine synthetase (GGCS), HO-1, 32 glutathione transferases (GST), transferases glucuro-nosyl, và hydrolases epoxide Các enzym này được quy định bởi các yếu tố chuyển nạp Nrf2, được giải phóng từ protein 1 liên kết với ECH kiểu Kelch (KEAP1), gắn kết vào các vị trí ARE trong các gen của enzyme và tiếp tục điều khiển khử độc chất gây ung thư Hiệu ứng qua trung gian Nrf2 khác của Sulforaphane bao gồm ức chế quá trình oxy hóa LDL, ức chế quá

qua khôi phục lại trạng thái cân bằng oxi hóa khử và giảm stress oxy hóa gây ra bởi các chất gây ung thư ái điện tử [20]

Sulforaphane cũng điều biến các ennzym cytochrome P450 (CYP) của pha 1 bằng cách giảm hoạt tính của CYP1A1, CYP2B1/2 và CYP3A4, do đó ức chế sự hoạt hóa các chất tiền ung thư và ngăn chặn sự sinh ra các sản phẩm cộng DNA trong giai đoạn khởi đầu của bệnh ung thư Ảnh hưởng thực tổng thể tới các enzym của pha 1 và 2 là sự gia tăng quá trình chuyển hóa và giải độc các chất hóa học gây ung thư [15]

1.2.6 Tính an toàn của Sulforaphane

Cho đến nay vẫn chưa có tác dụng phụ nào do các isothiocyanate gây ra ở trên người được ghi nhận Phần lớn các nghiên cứu trên động vật đã chỉ ra rằng các isothiocyanate ức chế sự phát triển của ung thư khi được hấp thụ trước khi xuất hiện các chất gây ung thư (trước khi bắt đầu ung thư) Một số nghiên cứu đã được tiến hành để đánh giá sự an toàn của Sulforaphane đối với người Một nghiên cứu ngẫu nhiên, có đối chứng giả dược cho thấy dịch chiết mầm bông cải xanh không có tác dụng phụ ở liều 25 và 100 micro-mol glucoraphanin trong 7 ngày Một nghiên cứu khác liên quan đến 200 người lớn khỏe mạnh tiêu thụ dịch mầm bông cải xanh mỗi ngày trong hai tuần (400 micro-mol hay 175 mg glucoraphanin) cũng cho thấy không có tác dụng phụ [37] Trong một nghiên cứu an toàn tăng liều, dịch chiết mầm bông cải xanh có chứa Sulforaphane liều cao 340 nmol đã được áp dụng tại chỗ ba lần liên tiếp tới da cẳng tay Các nhà nghiên cứu báo cáo cảm ứng đáng kể

về hoạt tính enzyme giai đoạn II trong mô sinh thiết mà không có bất kỳ phản ứng bất lợi nào [16]

1.2.7 Vi khuẩn Helicobacter pylori

Helicobacter pylori là vi khuẩn Gram âm không tạo bào tử, có lông roi ở một

đầu được cấu tạo từ một sợi bên trong bao bọc bởi lớp vỏ bên ngoài có tác dụng bảo

vệ lông roi khỏi axit dạ dày Chính hình dạng, cấu trúc đặc biệt và sự phân bố của

lông roi đó giúp cho H pylori có thể di chuyển và bám dính trên bề mặt lớp màng

nhày của dạ dày [54] Cũng giống như các vi khuẩn gây bệnh khác, H pylori có khả

năng sống kiên định hàng chục năm trong dạ dày của người và có thể sống trên môi

trường nuôi đơn giản ở điều kiện in vitro có nồng độ 5% O2 và nồng độ 5 - 10%

CO2 ở nhiệt độ 37oC [18]

H pylori sống trong lớp màng nhầy dạ dày trong điều kiện pH dạ dày rất thấp

khoảng 1-2, chúng đã thiết lập một loạt các cơ chế thích nghi để có thể sống sót trong môi trường khắc nghiệt, trong mối tương tác chặt chẽ với vật chủ Tất cả những đặc tính đó được mã hóa và lưu trữ trong genome của vi khuẩn Kích thước genome của

HP 1/3 kích thước genome của E coli và gần giống với genome của H influenzae,

phản ánh sự thích nghi với cùng một ổ sinh thái khắc nghiệt trong dạ dày

1.2.7.1 Vi khuẩn Helicobacter pylori và các bệnh dạ dày

H pylori là căn nguyên của các bệnh như viêm loét dạ dày, viêm dạ dày mạn

tính và ung thư dạ dày Hơn một nửa dân số thế giới bị nhiễm H pylori trong đó người bị nhiễm tập trung chủ yếu ở các nước đang phát triển H pylori gây ra hàng

loạt thay đổi về sinh hóa của dạ dày Nhiễm khuẩn ở giai đoạn sớm gây ra tình trạng

ức chế tạm thời quá trình tiết axit của tế bào bìa [11], gây viêm dạ dày vô toan Muộn hơn, do quá trình viêm nhiễm mãn tính ở vùng hang vị, mật độ các tế bào D giảm xuống, dẫn đến giảm tiết somatostain, làm giảm quá trình ức chế tiết gastrin,

do đó gây tăng gastrin trong máu H pylori không gây đột biến cho tế bào chủ Tình trạng viêm nhiễm H pylori kéo dài tăng tỷ lệ đột biến của tế bào chủ do tăng các

chất oxy hóa trong quá trình chuyển hóa, giảm tiết axit ascorbic trong dạ dày và tăng quá trình tái tạo tế bào biểu mô dạ dày [13] Đó cũng là một trong những

nguyên nhân khiến nhiễm H pylori làm tăng nguy cơ ung thư dạ dày Bệnh nhân bị

nhiễm H pylori có thể bị viêm dạ dày cấp trong vòng vài tuần đầu, tiếp theo là viêm mãn tính có thể dẫn đến loét dạ dày, song song có khoảng 16% bị loét tá tràng Các trường hợp nhiễm khuẩn lâu ngày còn dẫn đến viêm teo dạ dày, là trạng thái tiền

Ngoài những bệnh nêu trên, H pylori còn gây đầy hơi, tiêu chảy dai dẳng cũng

như hàng loạt các bệnh không thuộc dạ dày như xơ vữa động mạch, các bệnh về da,

não, thiếu máu và chậm lớn ở tr em Đặc biệt, các chủng H pylori mang gen cagA

dương tính có liên quan chặt chẽ với nguy cơ mắc bệnh tim mạch ở tuổi trưởng thành hoặc gây ra cái chết đột ngột ở tr sơ sinh [13]

1.2.7.2 Tác dụng của hoạt chất sinh học Sulforaphane đối với Helicobacter

pylori

Trong điều kiện pH trung tính, Sulforaphane thể hiện hoạt tính kìm hãm vi khuẩn đối với 48 chủng thử nghiệm, với giá trị MIC dao động từ 0,06 đến 8 µg/ml MIC90 (MIC tại đó sự phát triển của 90% chủng bị ngăn chặn) là 4µg/ml Bởi vậy, sulforaphane có khả năng ức chế mạnh hơn nhiều hợp chất tự nhiên khác đã được đánh giá như resveratrol thu từ vỏ nho và rượu nho (MIC90 = 25µg/ml), allixin từ củ tỏi (MIC90 = 25µg/ml), axit protolichesterinic từ địa y Cetraria islandica (MIC90 = 32 µg/ml) Hơn nữa, sulforaphane thể hiện hoạt tính ức chế cao (MIC90 = 4 µg/ml) đối với chủng kháng clarithoromycin (n=17, MIC90 đối với clarithoromycin, 32 µg/ml) và chủng kháng metronidazole (n=14; MIC90 đối với metronidazole, 64 µg/ml) [19]

Vai trò của H pylori đối với sự phát triển ung thư dạ dày đã được xác định

Nghiên cứu trên chuột cống cho thấy Sulforaphane với liều lượng hàng ngày tương đương cho người 1,33 mg (tương đương với 100mg liều hàng ngày ở người) có tính

diệt khuẩn mạnh và tận diệt H pylori Yanaka và cs sau đó đã chứng minh mầm

bông cải xanh ba ngày tuổi giàu glucoraphanin (6 mmol glucoraphanin/g) sử dụng cho chuột cái bị gây nhiễm H pylori đã làm giảm quần thể vi khuẩn dạ dày, giảm biểu hiện TNF-α và interleukin-1β niêm mạc, giảm viêm dạ dày, và ngăn chặn teo

dạ dày Những tác động này không phát hiện thấy ở lô chuột bị loại bỏ Nrf2 Điều này cho thấy vai trò quan trọng của cảm ứng gây ra do Sulforaphane đối với enzym pha 2 phụ thuộc Nrf2 [44]

Trong nghiên cứu của Yanaka, 48 bệnh nhân bị nhiễm H pylori được chia thành

một nhóm điều trị bằng mầm bông cải xanh (n = 25) và đối chứng dùng cỏ linh lăng làm giả dược (n=23) Những người trong nhóm mầm bông cải xanh nhận được 70 g

mầm hàng ngày có chứa 6 micromol glucoraphanin/g, trong tám tuần Cho ăn

glucoraphanin làm giảm nồng độ enzym urease, kháng nguyên H pylori và

pepsinogens I và II - là dấu hiệu của quần thể và viêm dạ dày Những kết quả này cho thấy mầm bông cải xanh là một nguồn glucoraphanin cải thiện nhiễm di chứng

H pylori và nâng cao sự ngăn ngừa các khối u dạ dày do H pylori gây ra Hai thử

nghiệm lâm sàng khác đã chứng minh các tính chất diệt khuẩn và bảo vệ chống ung

thư của Sulforaphane ở người bị nhiễm H pylori [7]

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TÁCH CHIẾT VÀ THU NHẬN HOẠT CHẤT SINH HỌC SULFORAPHANE

1.3.1 Các nghiên cứu trên thế giới

1.3.1.1 Tách chiết Sulforaphane bằng dung môi có hỗ trợ vi sóng [27]

Điều kiện tối ưu của chương trình như sau: nghiền nhỏ mầm súp lơ xanh sau khi nuôi 7 ngày sau đó sấy khô ở nhiệt độ thấp và sàng thành bột mịn qua lưới 100 Mười gam bột này được hòa vào trong dung dịch vitamin C với nồng độ 0,0189 mg/g và pH được chỉnh về 6,34 bằng HCl Sau đó bổ sung 0,1 g sodium sulfide vào dung dịch, tỉ lệ đạt được là 1: 3 Dung dịch này tiếp tục được phân hủy với xúc tác enzyme trong 8 giờ 40 phút ở 28oC Cuối cùng dung dịch này được đông khô để trở thành dạng bột Dung môi chiết dichloromethane được bổ sung vào bột này và xử lý bằng sóng siêu âm Điều kiện sóng siêu âm là: 28o

C, 320W, tần số 70 KHz trong 45 phút Dịch sau khi được xử lý bằng sóng siêu âm được lọc, phần cặn lọc được mang

đi xử lý bằng sóng siêu âm thêm 1 lần nữa ở điều kiện tượng tự Dịch chiết từ 2 lần được trộn lẫn và cô đặc bằng cô quay, rồi đông khô để thu được Sulforaphane chưa tinh khiết

Trong các nghiên cứu về các phương pháp tách chiết và tinh sạch, Sulforaphane chưa tinh khiết đầu tiên được tách bằng sắc ký cột silica gel và sau đó được tinh sạch bằng cột Sephadex LH-20 Các nghiên cứu về thông số tách chiết tối ưu đã được thực hiện và điều kiện tách chiết tối ưu là: tốc độ 30 giây/giọt, độ cao thực của

cột 70cm và nồng độ dịch lọc 40mg/ml Sau khi lọc độ tinh khiết của Sulforaphane đạt 90,4% khi được kiểm tra bằng HPLC và các phương pháp xác định khác

1.3.1.2 Tách chiết bằng dung môi kết hợp tinh sạch bằng trao đổi ion

Nhiều nghiên cứu trước đây đã xây dựng được quy trình tách chiết và tinh sạch để thu nhận glucoraphanin từ hạt súp lơ xanh West và cs (2002) đã mô tả việc

sử dụng sắc ký tương tác giữa ion cặp và chất hấp thụ nước để tinh sạch nhiều loại glucosinolates [42] Tương tự như vậy, Toribio và cs (2007) đã mô tả quá trình tinh sạch sinalbin và glucoraphanin sử dụng sắc ký chia tách ly tâm trao đổi ion [39] Tuy nhiên cả hai kỹ thuật này đều trực tiếp tinh sạch hợp chất nhưng lại không tách chiết được dịch chiết chứa glucoraphanin có trong hạt súp lơ được sử dụng làm thực phẩm có giá trị kinh tế

Gần đây, Wehrli và Schuts (2013) đã đề xuất phương pháp tách chiết glucosinolates đơn giản và thiết thực phù hợp cho việc sản xuất glucosinolates dùng trong thực phẩm, đặc biệt là glucoraphanin Quy trình sản xuất glucosinolate bằng phương pháp tách chiết của nhóm tác giả này gồm các bước sau [43]:

Tách chiết glucosinolate từ hạt, các phần của cây bằng dung môi tách chiết chứa alcohol hoặc ketone hoặc hỗn hợp của một loại alcohol hoặc ketone để thu được dịch chiết chứa alcohol hoặc ketone

Làm bay hơi một phần hay hoàn toàn dung môi dịch chiết nêu trên phần 1

Đổ trực tiếp dịch chiết của phần 1 hoặc 2 qua hệ thống nhựa hấp phụ trao đổi ion Hấp phụ dịch chiết của phần 1 hoặc 2 hoặc phần 3 vào trong nhựa

Tiến hành rửa để thu dịch chiết chứa glucosinolate

Dung môi thích hợp được sử dụng từ bước 2 đến bước 5 bao gồm: nước,

C1-4 alcohol, C3-C1-4 ketones và hỗn hợp của chúng Nhựa trao đổi cation thích hợp là ở dạng axit và thích hợp hơn là nên sử dụng chất trao đổi ion axit mạnh Nếu cần thiết

có thể thực hiện thêm một bước nữa sau bước 5 để thu được dịch chiết chứa glucosinolate Theo đó tiến hành làm bay hơi những hợp chất dễ bay hơi của dịch chiết chứa glucosinolate Kết quả thu được dịch chiết chứa glucosinolate ở dạng rắn bao gồm glucoraphanin, glucorucin và glucoiberin

Những phần của cây có thể là mầm hoặc hạt, mặc dù mầm cây và hạt cây đều chứa hàm lượng glucosinolate cao hơn phần lá nhưng hoa hay thân cây cũng có thể được sử dụng Nếu có thể những bộ phận cây được tiền xử lý bằng cách rửa hoặc tách béo (với hạt) Nếu như quy trình tách chiết sử dụng nguyên liệu là một phần của cây thì trước khi tách chiết cần được rửa hay tách béo hoặc được xử lý

Trong quá trình tách chiết này sử dụng môi trường lỏng hoặc một loại alcohol (C1-C4) hoặc ketone (C3-C4) hoặc hỗn hợp 2 loại này Quy trình này cũng

có thể sử dụng than hoạt tính hoặc nguyên liệu tương tự khác như là celite, ví dụ trong nghiên cứu của Toribio và cs Dịch chiết thu được tiếp tục được sử dụng trong bước tiếp theo Nếu có thể, dịch chiết được tiếp tục trải qua bước tinh sạch hơn như

sử dụng phương pháp siêu lọc Dịch chiết cũng có thể được cô đặc bằng phương pháp bay hơi một phần hay bay hơi hoàn toàn dung môi Dung môi thích hợp cho tách chiết trong việc sản xuất thực phẩm có thể sử dụng etanol hoặc axeton độ đậm đặc của dung môi có thể 40% nhưng tốt nhất là 70-95% Ở bước này nhiệt độ không ảnh hưởng nhiều đến quá trình tách chiết Dịch chiết có thể được lọc hoặc tách ra những phần không hòa tan

Dịch chiết được làm bay hơi để loại bỏ những chất dễ bay hơi, sau đó được hòa tan trong dung môi thích hợp như nước, alcohol (C1-C4), ketone (C3-C4) hoặc hỗn hợp của chúng Dịch sau khi chiết với alcohol (C1-C4), ketone (C3-C4) tiếp tục được đưa vào cột trao đổi ion cation, thích hợp là sử dụng nhựa của axit mạnh ở dạng axit như DOWEX 50W hoặc AMBERLYST 15

Dịch chiết thu được từ bước tách chiết bởi dung môi alcohol hoặc bước trao đổi ion tiếp tục được hấp phụ bởi nhựa hấp phụ Nhựa hấp phụ có thể là dạng nhựa bazơ yếu hoặc mạnh, nhưng thích hợp hơn là sử dụng bazơ yếu Để đáp ứng được mục tiêu sản xuất ra nguyên liệu thực phẩm thì việc lựa chọn nhựa cần phù hợp với quy định đề ra Đối với bước này, nhiệt độ không phải là yếu tố quan trọng, tốt nhất

là ở nhiệt độ thường

Cột trao đổi ion sau khi hấp phụ dịch chiết được rửa bằng 1dung dịch bazơ

C4), ketone (C3-C4) Bazơ thích hợp là dung dịch ammoniac, alcohol (C1-C4) hoặc hỗn hợp 2 dung môi này Dịch chiết sau cùng có chứa glucosinolate ở dạng tinh sạch hơn nguyên liệu ban đầu Mặc dù hàm lượng thực tế của sản phẩm có thể bị thay đổi từ lô này sang lô khác, phụ thuộc vào hàm lượng của nguyên liệu thực vật ban đầu, nhưng dịch chiết cuối cùng đặc trưng sẽ chứa những loại glucosinolate chính như gồm glucoraphanin, glucoiberin, glucoerucin Nếu có thể, dịch chiết sau cùng được bay hơi, sấy đông khô hoặc sấy phun sử dụng những thiết bị truyền thống để tạo ra dịch chiết dạng rắn

1.3.1.3 Phương pháp xác định Sulforaphane trong mẫu bông cải xanh và các loại rau họ cải

Các phương pháp phân tích Sulforaphane chủ yếu là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí ghép khối phổ (GM-MS) Ngoài ra còn có các phương pháp kết hợp HPLC với kỹ thuật khác như HPLC kết hợp với một bộ phát hiện phân tán tia sáng dễ bay hơi (ELSD); hoặc tách chiết pha rắn đơn giản (SPE) kết hợp với HPLC

Campas et al đã đưa ra một phương pháp phân tích đặc trưng và đơn giản được

thực hiện để xác định hàm lượng Sulforaphane có trong các thành phần của súp lơ xanh Phương pháp bao gồm tối ưu hóa quá trình chuyển hóa từ glucoraphanin thành Sulforaphane tiếp theo là quy trình tinh sạch dịch chiết sử dụng tách chiết pha rắn và phân tích HPLC Những điều kiện cho HPLC pha thuận với hệ thống phát hiện bằng UV gồm: cột Exil ODS C18, 25 x 0,46 cm, 5 µm, nhiệt độ cột 36oC, pha động, tỷ lệ hỗn hợp axeton : nước là 30:70 (v/v), tốc độ chảy 0,6 ml/phút Phát hiện

ở bước sóng UV 202 nm Dưới những điều kiện này phương trình tuyến tính thu được (với r2 = 1) và hiệu suất thu hồi đạt 97,5% và 98,1% đối với hoa súp lơ tươi

và hoa khô lạnh [26]

Kiyotaka et al.(2006) đã phát triển một phương pháp xác định Sulforaphane

bằng HPLC kết hợp với một bộ phát hiện phân tán tia sáng dễ bay hơi (ELSD) Sulforaphane được chiết từ mẫu súp lơ bằng thủy phân axít rồi qua khâu chiết pha rắn và pha nghịch HPLC Sulforaphane được phát hiện bằng ELSD và xác định đồng thời bằng khối phổ rút ngắn thời gian ion hóa phun điện Hiệu suất thu hồi

Sulforaphane từ mẫu súp lơ trên 95% Giới hạn phát hiện là 0,5 µg Phương pháp hiện tại có đủ nhạy để xác định Sulforaphane trong hoa súp lơ, mầm cây súp lơ và những sản phẩm súp lơ thương mại [23]

Liang et al đã đưa ra quy trình tách và tinh sạch Sulforaphane từ hạt súp lơ bằng

phương pháp tách pha rắn và tinh sạch bằng sắc ký lỏng cao áp Quy trình bao gồm tách chiết hoạt chất Sulforaphane bằng dung môi rồi tiếp đến quá trình tách bằng chiết pha rắn (SPE) và tinh sạch bằng HPLC Phương pháp SPE cho sản lượng Sulforaphane cao từ dịch chiết thô so với chiết lỏng - lỏng thông thường Độ tinh khiết và hiệu suất thu hồi Sulforaphane cao thu được bằng phương pháp HPLC với cột C18 và 30% methanol trong nước ở pha động Hoạt chất sau tinh sạch được thẩm định bằng khối phổ MS và cộng hưởng từ hạt nhân NMR [28]

1.3.1.4 Trích ly các hoạt chất sinh học bằng sóng siêu âm

Việc sử dụng siêu âm trong quá trình trích ly mang lại lợi ích bao gồm sự thẩm thấu tốt hơn của dung môi vào tế bào nguyên liệu, tăng cường sự khuếch tán,

và cải thiện sự thoát tế bào chất do sự đứt đoạn của thành tế bào Vài ví dụ của việc

sử dụng siêu âm có trong trích ly đường từ củ cải đường, các hợp chất dùng làm

thuốc (Helicid, berberine hydrochloride, bergenin) và protein từ đậu nành đã loại béo và trà Thông qua trích ly enzyme rennin để sản xuất phô mai, việc sử dụng siêu

âm đạt được năng suất trích ly enzyme cao hơn so với trích ly thông thường Những lợi thế của việc sử dụng siêu âm trong quá trình trích ly đang giảm nhiệt độ và rút ngắn thời gian trích ly, dẫn đến một dịch chiết tinh khiết hơn Nhiều quá trình trích

ly siêu âm đã được tăng lên đến mức công nghiệp vì trong những lợi thế đã được nêu trên (Mason, 1996) Một ví dụ về một lợi thế đặc biệt là trong quá trình trích ly các chất rắn từ nước trà, dẫn đến năng suất gia tăng gần 20% Một ví dụ khác là việc giảm thời gian ngâm đã đạt được với siêu âm trong quá trình chiết xuất alkaloid

reserpine từ Rauwolfia serpentina Các hợp chất từ Salvia officinalis cũng trích ly nhanh hơn, và các chất chống oxi hóa carnosic chiết xuất từ thảo mộc Rosmarinus

53oC và đánh giá tại 15, 30, và 45 phút; chỉ cần 15 phút là đủ để trích ly hầu hết nguyên liệu, khi siêu âm tăng cường sự khuếch tán, kết quả của việc phá vỡ tế bào

(Albu et al., 2004.) Trong một ví dụ khác về việc sử dụng siêu âm năng lượng

trong quá trình trích ly đường và protein từ bã đậu nành cho thấy kết quả tuyệt vời của siêu âm sau một thời gian ngắn (ít hơn 120 s), cho thấy một lượng đường và protein tổng thoát ra lên tới 50 và 46%, một cách tương ứng, so sánh với các mẫu chưa xử lý, nâng cao năng suất trong quá trình trích ly và giảm chi phí sản xuất

(Karki et al., 2010)

Bảng 1.5 Một số nghiên cứu chiết xuất các chất có hoạt tính sinh học hỗ trợ

bằng siêu âm (Kamaljit Vilkhu et al., 2008)

Beta-carotene

Carrot Nước

acetate

Ethyl-Phòng thí nghiệm, 24kHz, 20-75Ws/ml

Phòng thí nghiệm, 24kHz, 20-75Ws/ml

Nhiệt độ phòng

Nhiệt độ phòng

11-35

Polyphenols Trà đen Nước Phòng thí

nghiệm, 24kHz, 8-10Ws/ml

Polyphenols Táo Nước Phòng thí

nghiệm, 40kHz, 20-75Ws/ml

Gingerols Gừng Carbon

dioxide siêu tới hạn

Phòng thí nghiệm, 20kHz

Các báo cáo quá trình trích ly trong tài liệu là việc chiết xuất dầu quả hạnh, những chất chiết xuất từ thảo dược (thì là, hoa bia, cúc vạn thọ, bạc hà), saponin trong nhân sâm, gừng, rutin, carnosic acid từ cây hương thảo, polyphenols, acid amin và caffeine từ trà xanh và pyrethrins từ hoa Nói chung tất cả các quá trình này đã được hưởng lợi từ việc sử dụng siêu âm, cho thấy năng suất trích ly và tốc độ trích ly cao hơn, thời gian xử lý ngắn

hơn và hiệu quả hơn trên toàn quá trình (Vilkhu et al., 2008)

Gần đây, nghiên cứu về các phản ứng hóa học siêu âm diễn ra trong siêu âm cho thấy các phản ứng này khi được khống chế thành công có thể là một công cụ quan trọng để trích ly thực phẩm Phản ứng hydroxyl hóa của một số hóa chất thực phẩm cộng với một số các gốc hydroxyl được tạo ra trong quá trình xâm thực khí có thể tăng cường các đặc tính chức năng của các hóa chất này; ví dụ, các hợp chất phenolic có thể tăng cường tính chất chống oxy hóa của chúng trong điều kiện siêu

âm đặc biệt (Ashokkumar et al., 2008)

Ưu và nhưọc điếm của sóng siêu âm

Ưu điểm:

- Thời gian trích ly nhanh

- Hiệu suất trích ly cao hơn so với một số phương pháp trích ly thông thường

- Sản phẩm trích ly chất lượng tốt

- Thiết bị dễ sử dụng, an toàn và bảo vệ môi trường

- Sóng siêu âm có tần số lớn hơn 20 KHz tức là hơn 20000 dao động trong một giây xung động truyền qua môi trường vật chất (khí, lỏng, rắn) vào tận trong tế bào, đồng thời nó còn làm tăng nhiệt độ Những tác động đó làm tăng vận tốc hòa tan, khuếch tán hoạt chất vào dung môi, vì vậy rút ngắn thời gian trích ly Măt khác, nó còn làm giảm sự tiêu hao năng lượng

- Làm tăng tốc độ hoà tan chất phản ứng, do đó rút ngắn thời gian phản ứng

- Sản lượng sản phẩm thu được cao hơn

- Nguyên liệu sử dụng r tiền hơn

- Lượng hóa chất độc hại (axit sulfuric) sử dụng ít hơn

Nhược điểm:

- Chỉ có thề áp dụng với qui mô nhỏ

- Nhiệt độ sôi của các dung môi đạt được rất nhanh, có thể gây nổ

1.3.2 Các nghiên cứu trong nước

Trong nước hiện nay chưa có cơ sở sản xuất nào ứng dụng công nghệ trích ly bằng sóng siêu âm cho tách chiết các hoạt chất sinh học từ rau họ cải Một số nghiên cứu mới chỉ sử dụng công nghệ truyền thống (tách chiết bằng Soxhlet có sử dụng dung môi) cho tách chiết hoạt chất sinh học của mầm rau họ cải chỉ ứng dụng

ở trong các phòng thí nghiệm

Nguyễn Đình Lục và cs (2010), Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch trong quá trình “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị siêu âm công suất 1,5KW và ứng dụng trong làm sạch, chiết suất các hợp chất tự nhiên từ củ họ gừng”, bước đầu đã thiết kế mẫu thiết bị phát siêu âm (ultrasonic generator) có dải tần số 20 ÷ 40 kHz, công suất 1,5KW và ứng dụng trong chiết suất hợp chất Curcumin từ củ nghệ vàng với cường độ 75W/1, tần số 25kHz và làm tăng hiệu suất (10-20%) và thời gian chiết suất giảm 4-5 lần [5]

Năm 2011, Nguyễn Đức Tiến và cs, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch bước đầu đã nghiên cứu khảo sát trích ly hoạt chất sinh học từ nấm Linh chi, nấm Hương, nấm Đầu khỉ bằng công nghệ sóng siêu âm và bằng công nghệ Soxhlet thông thường Kết quả cho thấy tiềm năng phát triển công nghệ sóng siêu âm cho trích ly có nhiều tính ưu việt hơn, nhưng do điều kiện nghiên cứu

và thời gian có hạn nên kết quả nghiên cứu mới chỉ là bước đầu [9]

Vũ Thị Thu Hiền (2012) trong quá trình nghiên cứu một số chất kháng oxy hóa trong rau mầm họ cải, bước đầu đã cho kết quả: Đã xác định được hàm lượng Glucosinolate trong 6 giống rau mầm họ cải (cải bắp trắng, cải củ trắng, cải bẹ vàng, cải xanh, cải chíp, cải ngọt) khi tiến hành thu hoạch ở các thời điểm khác nhau Hàm lượng Glucosinolate trong 5 giống rau mầm (cải củ trắng, cải bẹ vàng, cải xanh, cải chíp, cải ngọt) đều đạt giá trị cao nhất tại ngày thứ 3 (hàm lượng Glucosinolate dao động từ 7,02 - 57,61 µmol sinigrin/ g chất khô) và rau mầm từ

hạt cải bắp trắng cho hàm lượng Glucosinolate đạt cao nhất tại ngày thứ 2 (57,61 µmol sinigrin/ gchất khô) Kết quả nghiên cứu còn cho thấy rau mầm trồng từ hạt cải bắp trắng so với rau mầm trồng từ hạt cải củ trắng, hạt cải chíp, hạt cải bẹ vàng, hạt cải ngọt, hạt cải xanh đều có hàm lượng Glucosinolate và khả năng kháng oxy hóa cao [3]

Trần Hữu Thị và cs (2009), Viện Nghiên cứu Thực phẩm chức năng (Hội Khoa học và công nghệ thực phẩm Việt Nam), khi “Nghiên cứu thăm dò hoạt chất Glucosinolate nhóm Sulforaphane và Indol-3-carbinol trong một số loài súp lơ xanh

(Brassica sp., Họ cải - Brassicaceae) ở Việt Nam” bước đầu cho kết quả: đã tìm

thấy trong những loại cải này chứa hoạt chất quý giá có nhiều tác dụng đối với sức khỏe con người Hai hoạt chất quan trọng chứa lưu huỳnh được tìm thấy là Sulforaphane và Indol-3-carbinol với một tỷ lệ tương đối [8]

Năm 2007, Trần Hữu Thị cùng cs, Viện Nghiên cứu Thực phẩm chức năng (Hội Khoa học và công nghệ thực phẩm Việt Nam) đã tách chiết và thu nhận được nhóm hoạt chất có lưu huỳnh chiết suất từ một số loại rau họ cải có tác dụng chống các chất oxy hóa trong cơ thể thông qua việc làm giảm hàm lượng Peroxit và Peroxitlipit cho người nghiện thuốc lá Hàm lượng Peroxit trong nước tiểu ở ngày đầu là 6,90 mM/ mL/ min; ngày thứ 30 là 5,79 mM/ mL/ min Hàm lượng Peroxit trong huyết tương: ngày đầu là 3,10 mM/ mL/ min; ngày thứ 30 là 1,28 mM/ mL/ min Trong cả nước tiểu lẫn huyết tương giá trị Peroxitlipit giảm ½, đó là một trong những chỉ tiêu cho thấy tác dụng chống oxy hóa thành công của dịch chiết cải hoa, chống lại những gốc tự do, làm tăng hàm lượng các chất chống oxy hóa trong cơ thể Trong tất cả những người nghiện thuốc lá được nghiên cứu số lượng Tripeptide glutathione tăng lên một cách đáng kể Giá trị trung bình của Tripeptide glutathione trong nước tiểu: ngày đầu là 1,29 và tăng lên 2,96 mM/mL ở ngày thứ 30 Còn trong huyết tương ngày đầu là 2,37 và ngày thứ 30 là 5,72 mm/mL [8]

Các nhà Khoa học của Viện Nghiên cứu Thực phẩm chức năng (Hội Khoa học và công nghệ thực phẩm Việt Nam) bước đầu cũng đã tạo ra được một số chế