VITAMIN VÀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA (VITAMIN C. TOCOPHEROL. LYCOPENE. ANTHOCYANIN)

VITAMIN VÀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA (VITAMIN C. TOCOPHEROL. LYCOPENE. ANTHOCYANIN)

MỤC LỤC

MỤC LỤC HÌNH

MỤC LỤC BẢNG

LỜI GIỚI THIỆU

Vitamin và chất chống oxy hóa ngày nay được rất nhiều người quan tâm đến bởi các công dụng hết sức tuyệt vời của chúng: giúp chống lại các gốc tự do, giúp chống các tác nhân gây ung thư, chống lão hóa da, chống suy giảm trí nhớ …vì vậy

nó thật sự cần thiết đối với sức khỏe của con người trong cuộc sống thời hiện đại.

Chất chống oxy hóa (ví dụ: lycopene) chứa nhiều trong một số loại trái cây và rau củ như: gấc, cà chua, cà rốt, bụp giấm, ổi, đu đủ…[2], còn vitamin (ví dụ vitamin C) thì chứa nhiều trong các loại rau và trái cây như: rau ngót, cần tây, kinh giới, rau đay, thanh trà bưởi thị, ổi…[4] tất cả chúng đều rất tốt cho sức khỏe Một số loại

vitamin và chất chống oxy hóa phổ biến như: vitamin C, tocopherol, lycopene, anthocyanin.

Vậy! Vitamin và chất chống oxy hóa là gì? Chúng có nhiều ở đâu? Và chúng có những công dụng gì? Để tìm hiểu về về vitamin và chất chống oxy hóa chúng tôi xin trình bày qua bài tiểu luận: “VITAMIN VÀ CHẤT CHỐNG OXY HÓA (VITAMIN C, TOCOPHEROL, LYCOPENE, ANTHOCYANIN)”.

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Vitamin C

1.1.1 Định nghĩa

Vitamin C có tên quốc tế là acid ascobic và là một trong những vi chất cần thiết cho

cơ thể với nhiều công dụng: chống oxy hóa, là enzim quan trọng cho hệ thống tiêu hóa, thúc đẩy sự hình thành collagen, nếu thiếu vitamin C, quá trình tổng hợp collagen gặp trở ngại, khiến các vết thương lâu lành dẫn đến xuất huyết ở nhiều

mức độ khác nhau (vỡ mao mạch, chảy máu dưới da, chảy máu lợi), thành mạch yếu… là các hiện tượng thường thấy ở bệnh scobat ở con người.

1.1.2 Công thức cấu tạo

Hình 1.1: Cấu trúc phân tử của Vitamin C [12]

Công thức hóa học: C 6 H 8 O 6

Khối lượng phân tử: 176,14 g/mol

Nhiệt độ nóng chảy: 190-192 0 C

1.1.3 Nguồn gốc

Vitamin C có nhiều trong các loại rau quả tươi như nước cam, chanh, quít, và

có hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là bông cải xanh, tiêu, khoai tây, cải brussel,rau cải, cà chua, xoong cam, quýt, chanh, bưởi…

Trong thiên nhiên, vitamin C có trong hầu hết các loại rau quả tươi Thông thường, các loại rau quả trồng ở nơi đầy đủ ánh sáng có hàm lượng vitamin C cao hơn Nếu tính số mg vitamin C có trong 100g rau quả ăn được (mg/100g) theo

“Bảng thành phần hóa học thức ăn Việt Nam” (NXB Y học - 1972) thì nó có nhiều nhất trong rau ngót (185mg/100g), sau đó là cần tây (150mg/100g), rau mùi(140mg/100g), kinh giới (110mg/100g), rau đay (77mg/100g), súp lơ, rau thơm, su hào, rau diếp, rau muống Trong các loại quả thì nhiều nhất là thanh

100g), thị (81mg/100g), ổi (62mg/100g), nhãn (58mg/100g), đu đủ chín

(54mg/100g), quýt, cam, chanh, vải, dứa Hàm lượng vitamin C trong rau quả phân phối không đều, có nhiều ở lớp vỏ hơn ở ruột, ở lá nhiều hơn ở cuống và thân rau [3].

1.1.4 Lịch sử phát triển

− 1928 Albert Szent Gyorgyi chiếc xuất thành công Vitamin C bắt nguồn cho hàng loạt các phát hiện khác liên quan đến Vitamin C trong y học và sản xuất.

− 1932 Haworth và King lập nên cấu trúc Vitamin C.

− 1932 mối quan hệ giữa vitamin C và yếu tố chống bệnh hoạt huyết được phát hiện bởi Szent-Gyorgy và cùng một lúc bởi King và Waugh.

− 1933 Basle, Reiehstein tổng hợp acid ascorbic trong tự nhiện vitamin C Đây là bước đầu tiên hướng tới sản xuất công nghiệp vitamin C vào năm 1936.

1.1.5 Tính chất lý hóa

− Vitamin C kết tinh không màu hoặc hơi vàng

− Rất dễ tan trong nước (300g/lít)

− Có khi dùng dạng muối natri dễ tan trong nước hơn (900g/lít)

− Dù trong công thức cấu tạo không có nhóm –COOH nhưng vitamin C vẫn có tính

axit Đó là do trong phân tử có hệ liên hợp p- π, π- π từ O của nhóm –OH đến O của C=O làm cho H của nhóm –OH gắn trên C có nối đôi trở nên rất linh động, có khả năng tách ra, vì thế có tính axit Mặt khác, khi hòa tan vào nước, 1 lượng nhỏ sẽ bị thủy phân tạo thành axit Ở nhiệt độ phòng, axit ascorbic ở dạng khan có màu trắng cho đến vàng nhạt Nó có tính chất hóa học chung của các axit thông thường, có khả năng bị oxi hóa và bị phân hủy thành CO 2 và nước ở 193 0 C.

1.1.6 Cân đối vitamin C [4]

1.1.6.1 Những thay đổi của cơ thể khi thiếu vitamin C

Thiếu vitamin C gây ra bệnh Scorbut Bệnh này thường gặp ở cả người lớn và

- Người lớn: viêm lợi, chảy máu chân răng; tụ máu dưới màng xương, đốm xuất huyết, tăng sừng hóa ở nang lông Nếu không điều trị có thể tử vong do chảy máu ồ

ạt hoặc do thiếu máu cục bộ cơ tim.

- Trẻ còn bú: thường do chế độ ăn nhân tạo, bị chảy máu dưới mằng xương, nhất là chi dưới; dễ chảy máu dưới da; vết thương lâu lành.

Các triệu chứng toàn diện của bệnh thiếu vitamin C được gọi là scurvy - bao gồm chảy máu nướu răng và sự đổi màu da do mạch máu Thiếu vitamin C dẫn đến yếu chức năng miễn dịch, bao gồm cả tính nhạy cảm với cảm lạnh và nhiễm trùng khác, cũng có thể là dấu hiệu của thiếu vitamin C Kể từ khi niêm mạc đường hô hấp của chúng ta cũng phụ thuộc rất nhiều vào vitamin C để bảo vệ, nhiễm trùng đường

hô hấp và điều kiện khác liên quan đến phổi cũng có thể là triệu chứng thiếu vitamin C.

1.1.6.2 Triệu chứng thừa vitamin C

Hiếm có trường hợp bị ngộ độc loại vitamin này vì nó có thể hoà tan trong nước, do đó nếu ăn hay uống vào quá nhiều vitamin C, cơ thể sẽ tự đào thải thông qua bài tiết chứ không tích tụ như một số loại vitamin khác chỉ tan trong mỡ (vitamin D chẳng hạn).

Dẫu vậy, nếu dùng liều quá cao (nhiều hơn 2000mg mỗi ngày) và trong thời gian quá lâu thì vẫn có thể nảy sinh rắc rối Ở đây bạn cần lưu ý, hiện tượng này chỉ xảy ra với những người dùng quá liều vitamin C ở dạng thuốc chứ không phải tự nhiên

Vitamin C tuy ít tích luỹ nhưng nếu dùng liều cao lâu ngày, có thể tạo sỏi oxalat (do dehydroascorbic chuyển thành acid oxalic), hoặc sỏi thận urat, có khi cả hai loại sỏi trên; đi lỏng, rối loạn tiêu hóa; giảm độ bền hồng cầu.

Dùng vitamin C liều cao kéo dài ở thai phụ gây tăng nhu cầu bất thường về vitamin C ở thai (vì vitamin C qua rau thai) dẫn đến bệnh scorbut sớm ở trẻ sơ sinh

và có khả năng gây dị tật bẩm sinh ở trẻ Nhưng không nên dùng quá 500mg/ngày

để tránh tác hại do vitamin C liều cao gây nên Vì vậy khi sử dụng vitamin C cần lưu

ý những điểm sau:

- Nếu dùng liều cao trên 1.000mg/ngày sẽ làm rối loạn tiêu hóa, gây tiêu chảy, rát

dạ dày, gây hiện tượng thừa sắt, giảm độ bền hồng cầu, giảm khả năng diệt khuẩn của bạch cầu, viêm bàng quang, viêm đường tiết niệu do axit ascorbic.

- Nếu dùng trên 2.000mg/ngày gây mất ngủ, tạo sỏi oxalat, ức chế bài tiết insulin, tăng huyết áp, tổn thương thận do tăng tổng hợp corticoid và catecholamin.

- Đối với nhiều loại vitamin C dưới dạng viên sủi, ngoài hàm lượng 1.000mg vitamin

C, còn có 243mg muối ăn, được hình thành sau phản ứng sủi bọt, nên không dùng cho người suy thận, những người kiêng ăn muối (tăng huyết áp).

- Một số loại viên sủi C còn chứa thêm thành phần muối khoáng canxi 500mg, nên không được dùng cho người bị bệnh sỏi thận.

- Không được dùng thừa vì sẽ làm hấp thu thừa sắt gây hại, đồng thời làm giảm hấp thu đồng, niken làm cho xương chậm phát triển, dễ biến dạng.

- Dùng vitamin C thường xuyên có thể làm cơ thể quen (như uống viên sủi, ngậm kẹo vitamin C ) khi không dùng sẽ cảm thấy mệt mỏi.

Vì những lý do trên không nên coi vitamin C là một thuốc bổ dùng không giới hạn, đặc biệt là trẻ em và phụ nữ mang thai Những trường hợp cần thiết dùng liều cao phải do thầy thuốc chỉ định và chỉ dùng trong thời gian ngắn.

Cuối cùng, vitamin C có thể làm tăng sự hấp thụ của một người bằng sắt từ thức ăn thực vật; và những người có vấn đề sức khỏe liên quan tới sắt miễn phí dư thừa trong các tế bào của họ có thể muốn xem xét việc tránh bổ sung liều cao vitamin C Điều quan trọng là hãy nhớ rằng tất cả các trên các vấn đề liên quan đến độc tính liên quan đến vitamin C dưới dạng bổ sung, không phải vì nó tự nhiên xảy

ra trong thực phẩm.

Khắc phục tình trạng thiếu, thừa vitamin C thì nên bổ sung các loại rau, trái cây trong nguồn thực phẩm ăn vào hàng ngày Bên cạnh việc đây chính là nguồn cung cấp chất xơ tuyệt vời và hàm lượng calo thấp, đó cũng là một cách để bạn dễ dàng đáp ứng nhu cầu vitamin C cho cơ thể Theo một nghiên cứu của Canada cho thấy, việc cung cấp 40mg vitamin C từ thiên nhiên làm giam nguy cơ ung thư dạ dày, 10mg làm giảm nguy cơ mắc bệnh scorbut mà trong 1000mg vitamin C tổng hợp mỗi ngày không thể có được.

1.1.7 Công dụng [19]

− Thúc đẩy sự hình thành collagen

Khi thiếu vitamin C, quá trình tổng hợp collagen gặp trở ngại, khiến các vết thương lâu lành dẫn đến xuất huyết ở nhiều mức độ khác nhau (vỡ mao mạch, chảy máu dưới da, chảy máu lợi), thành mạch yếu… là các hiện tượng thường thấy ở bệnh scobat.

− Chất kích hoạt enzyme

Vitamin C có thể bảo vệ vitamin A, vitamin E, và các axit béo thiết yếu khỏi bị tiêu huỷ; làm cho sắt có trong thức ăn được duy trì trong trạng thái hoàn nguyên, thúc đẩy sự hấp thụ và chuyển dịch tồn trữ sắt trong cơ thể Làm cho can-xi trong thành ruột không bị kết tủa, giúp cải thiện tỷ lệ hấp thụ can-xi vào cơ thể Tham gia phản ứng hydroxyt của cholesterol thành axit cholic, có hiệu quả nhất định trong điều trị thiếu hồng cầu.

− Tham gia quá trình chuyển hóa cholesterol

Giúp 80% cholesterol chuyển hóa thành sulfat tan trong nước để bài tiết khỏi

cơ thể, giảm hàm lượng cholesterol trong máu; loại bỏ cholesterol tích tụ trong động mạch; gia tăng các thành phần có ích của máu như lipoprotein,

có ý nghĩa quan trọng trong phòng chống xơ vữa động mạch.

− Tham gia quá trình bái tiết chất độc khỏi cơ thể

Tiếp tục ô-xy hóa thành glutathione (diketo golunat) cùng với chất độc trong

cơ thể bị bài tiết ra ngoài.

− Phòng chống ung thư

Việc giảm vitamin C trong đường tiêu hóa ngăn chặn sự hình thành nitrosamines, có hiệu quả ngăn ngừa sự xuất hiện của các khối u đường tiêu hóa; ngoài ra vitamin C còn tham gia trong tổng hợp collagen, giúp các tế bào kẽ duy trì cấu trúc bình thường, làm giảm quá trình phát triển của tế bào ung thư.

− Chống cảm lạnh

Vitamin C có thể cải thiện khả năng kháng bệnh của các tế bào miễn dịch và tăng cường miễn dịch của cơ thể và miễn dịch humoral, loại bỏ các yếu tố gây bệnh, giữ hệ hô hấp được bảo toàn Khi thiếu nó, biểu mô tế bào kháng bệnh ở khí quản và phế quản bị giảm xuống Các thí nghiệm cho thấy, uống 1.000 mg vitamin C mỗi ngày có thể giảm 50% nguy cơ bị cảm lạnh và giảm 23% các triệu chứng cảm cúm.

− Bảo vệ da, chống nếp nhăn

Vitamin C là chất kích hoạt enzyme, có thể gia tăng sự hoạt động của một số kim loại, giúp da chống lại các gốc tự do sinh ra bởi tia cực tím, tránh sự xuất hiện của tàn nhang, thúc đẩy sự trao đổi chất, góp phần ngăn ngừa lão hóa da.

1.2 Tocopherol

1.2.1 Định nghĩa

Tocopherol là một nguyên tố hóa học tự nhiên được tìm thấy trong nhiều loại thực phẩm Nó thường được gọi là vitamin E Hình thức phổ biến nhất của nguyên tố này được gọi alpha-tocopherol [14]

1.2.2 Công thức cấu tạo

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của tocopherol [13]

C 29 H 50 O 2 được xác định Evans cũng nhận thấy rằng các hợp chất phản ứng như một rượu và kết luận rằng một trong những nguyên tử có oxy là một phần của một nhóm hydroxyl (-OH) Vitamin đã được đặt tên bởi Evans từ tiếng Hy Lạp có nghĩa

là "sinh sản" với việc bổ sung vần -ol như cồn, nó được đặt tên là "tocopherol" [13]

1938, E Fenholz công bố tìm ra công thức hóa học của vitamin E Trong cùng năm P Karrer tổng hợp thành công α-tocopherol trong phòng thí nghiệm.

1950 tiến hành nghiên cứu ứng dụng của vitamin E trong việc điều trị.

1958, D Harmann công bố 8 trạng thái tồn tại của vitamin E (bao gồm 4 hợp chất tocopherol và 4 hợp chất tocotrienol).

1.2.5 Tính chất lý hóa [13]

1.2.5.1 Tính chất vật lý

Ở nhiệt độ thường các tocopherol là những chất lỏng, không màu, có độ nhớt, tan tốt trong chất béo, etanol, ete, dầu hỏa.

Khối lượng phân tử là 430,69 g/mol, khối lượng riêng 0,05g/cm 3

Α-tocopherol có thể kết tinh chậm thành các tinh thể hình kim có t0nc =

2,5-3,5 0 C trong dung môi metanol nhiệt độ thấp < 35 0 C.

Đa số các tocopherol bền với nhiệt độ, giới hạn bởi nhiệt độ lên đến 170 0 C Nhạy cảm với ánh sáng, dễ dàng bị phân hủy khi bị chiếu sáng trực tiếp Do

đó chỉ có thể bảo quản vitamin E trong chai lọ đậy kín.

1.2.5.2 Tính chất hóa học

Phân tử tocopherol có 3C* nên có các đồng phân quang hoạt khác nhau dẫn đến các đặc tính sinh học, khả năng phản ứng, tốc độ phản ứng khác nhau.

Tính chất hóa học đặc trưng và quan trong nhất của tocopherol là khả năng

bị oxy hóa bởi các chất chống oxy hóa như FeCl3 hoặc acid nitric Phản ứng tạo thành nhiều sản phẩm trong đó quan trọng nhất là α-tocopheryquinon.

Thu dọn các gốc tự do theo phản ứng sau:

Hình 1.3: Phản ứng của tocopherol với gốc tự do

Các tocopheryl này sau đó bị oxy hòa tan trong nước khử trở lại thành tocopherol hòa tan trong tế bào.

1.2.6 Công dụng

Vitamin E cần được bổ sung thường xuyên, vì nó không được lưu trữ trong gan cùng một cách như là vitamin A, B và D Có rất nhiều công dụng từ việc sử dụng vitamin E như [16]:

- Giúp trung hòa các gốc tự do peroxynitrite, và nó làm chậm sự tăng trưởng của khối u ác tính.

- Ngăn ngừa đông máu và bảo vệ hệ thần kinh.

- Ngăn cản quá trình oxy hóa của màng tế bào và bảo vệ võng mạc chống lại sự thoái hóa mô.

- Làm giảm nguy cơ đục thủy tinh thể đáng kể.

- Tăng cường khả năng nhận thức của những người bị ảnh hưởng bởi bệnh Alzheimer hoặc thậm chí mất trí nhớ.

- Đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa nucleid, protein, chức năng phân bào và sản xuất hormone [17]

- Tham gia vận chuyển electron trong các phản ứng oxy hóa khử trong cơ thể.

- Cần thiết cho sự sinh sản bình thường, thiếu hụt vitamin E có thể gây ra những tác động không tốt đối với hệ sinh sản.

- Giúp bảo vệ da, lưu thông máu huyết tốt hơn

1.3 Lycopene

1.3.1 Định nghĩa

Lycopene là một thành phần thuộc nhóm carotenoid, là một sắc tố cần thiết

để chống lại sự oxy hóa của cơ thể được chứa nhiều trong các loại trái cây và rau củ

có màu đỏ.

1.3.2 Công thức cấu tạo

Về công thức của lycopene là một chuổi dài cấu trúc phân tử, gồm có 13 nối đôi, nhiều hơn tất cả các carotenoids khác Về hình dạng với nhiều nối đôi như thế, lycopene được kiễm nghiệm là rất hữu hiệu trong việc ngăn chận một cách rất có hiệu quả các gốc tự do và các oxygen đơn trong cơ thể của con người Gốc tự do là một phân tử hay nguyên tử nào đó có một hoặc nhiều điện tử không cặp đôi, và những nguyên tử thiếu đó rất dễ phản ứng rất mạnh, và kết quả là gây nên nhiều

hư hại cho các màng tế bào mỏng manh của các phân tử xung quanh trong cơ thể con người [20].

Hình 1.4: Cấu trúc phân tử của lycopene [11]

trong một nghiên cứu trường hợp đầu tiên được ghi là lycopenemia, một sự tích lũy của lycopene trong các mô cơ thể, được trình bày như sau:

“Cho đến nay ít ai được biết đến Lycopene là một chất không độc hại và có lợi, nhưng chỉ là một sự có mặt ngẫu nhiên trong cơ thể Việc nó không thể tạo thành vitamin A có thể giải thích được vì sao chúng tích tụ trong gan.” [22].

- Năm 1873, Hartsen lần đầu tiên chiết xuất được kết tinh lycopene từ trái dâu tây,

nó có màu đỏ sậm [10].

1.3.5 Tính chất lý hóa

Lycopene tinh thể, khối lượng phân tử 536,88 dalton, có độ nóng chảy 167 0 C không có tác dụng lên ánh sáng phân cực, pha thành dãi dung dịch 1mg trong 1 lít cacbonsunfua, cho 2 dãi hấp thụ quang: một dãi giữa 4,990 Å và 5,180 Å, một dãi giữa 5,406 Å và 5,544 Å (tinh thể tan trong cacbonsunfua cho dung dịch màu đỏ máu) Trong clorofor và ete dầu hỏa cho dung dịch màu vàng đỏ Trong benzen cho dung dịch màu vàng cam, trong cồn etylic cho dung dịch màu vàng, trong acid sunfuric đặc cho màu xanh chàm phản ứng với thuốc thử carr và Pirice (Stibum Clorur) [10].

1.3.6 Công dụng

Nghiên cứu những năm gần đây cho thấy lycopene có rất nhiều công dụng [18]:

- Chống oxi hóa rất mạnh Có tác dụng ngăn chặn sự phát sinh của những vật chất gây ung thư, giảm nguy cơ mắc các bệnh như ung thư tuyến tụy, ung thư tiền liệt tuyến, ung thư bàng quang, ung thư đường tiêu hóa.

- Bảo vệ được các phân tử sinh học của tế bào như: lipid, lipoprotein, protein và AND, làm chúng không bị tổn hại do sự tấn công của các gốc tự do

- Làm sạch trong huyết quản, giúp giảm thiểu oxi hóa lipoproteins tỉ trọng thấp (LDL).

- Phòng chống các bệnh về tim mạch, bảo vệ tim, phòng chống và hổ trở điều trị các bệnh mở máu và cholesterol cao, làm chậm quá trình phát triển bệnh về tim mạch

- Làm ức chế và thanh lọc các gốc tự do một cách hiệu quả, chống lại các tia bức xạ

và tia tử ngoại từ bên ngoài, nó hình thành một lớp bảo vệ tự nhiên trên bề mặt da, bảo vệ da tránh khỏi những tổn hại từ bên ngoài

- Giải phóng điện tử trung hòa các gốc tự do, do đó có tác dụng chống lão hóa.

- Chữa những tổn thương trong cấu trúc AND do chất độc dioxin gây ra.

1.4.2 Công thức cấu tạo

Hơn 500 anthocyanin khác nhau đã được phân lập từ thực vật Tất cả chúng đều dựa trên một cấu trúc cốt lõi cơ bản duy nhất, các ion flavyllium.

Hình 1.6: Ion flavylium, cấu trúc cơ bản của anthocyanin

Như thể hiện trong hình 1.6, có 7 nhóm phụ khác nhau trên ion flavylium Các nhóm phụ có thể là một nguyên tử hydro, một hydroxit hay một nhóm –methoxy Sự kết hợp thường gặp nhất của các nhóm phụ và tên của chúng được thể hiện trong bảng 1:

Bảng 1: Các cấu tạo chính của anthocyanidins

R 1 -R 7 là nhóm phụ được thể hiện trong hình 1.6 [5]

Anthocyanidi

n R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 R 6 R 7 Màu chính Số E

Capensinidin -OCH 3 -OH -OCH 3 -OH -OCH 3 -H -OH xanh đỏ

Cyanidin -OH -OH -H -OH -OH -H -OH màu đỏ sậm E163a Delphinidin -OH -OH -OH -OH -OH -H -OH màu tím, màu

Europinidin -OCH 3 -OH -OH -OH -OCH 3 -H -OH màu đỏ hơi xanh

Hirsutidin -OCH 3 -OH -OCH 3 -OH -OH -H -OCH 3 xanh đỏ

Malvidin -OCH 3 -OH -OCH 3 -OH -OH -H -OH màu tím E163c Peonidin -OCH 3 -OH -H -OH -OH -H -OH màu đỏ sậm E163e Petunidin -OH -OH -OCH 3 -OH -OH -H -OH màu tím E163f Pulchellidin -OH -OH -OH -OH -OCH 3 -H -OH xanh đỏ