CÔNG NGHỆ SINH HỌC ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Để hoàn thành tốt đồ án, ngoài công sức làm việc của mỗi cá nhân trong nhóm không thể không kể đến công lao to lớn của các thầy cô đã luôn theo sát chúng em

KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

GVHD : TS Nguyễn Thúy Hương

Nguyễn Thị Minh Tâm - MSSV: 60602122

Trong suốt 4 năm học tại trường Đại học Bách Khoa, ngành Công nghệ sinh học,chúng em đã được trang bị một hành trang vào đời quý báu và một kiến thức chuyênngành mà chúng em yêu thích Đồ án chuyên ngành này là thành quả làm việc nghiêm túccủa từng cá nhân trong nhóm thực hiện suốt một học kì, bước đầu định hướng cho Luận

văn tốt nghiệp, với đề tài : “Công nghệ sinh học ứng dụng trong sản xuất và chế biến thực

Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức nhưng đồ án chắc chắn không thể tránh khỏinhững thiếu sót, rất mong sự chỉ bảo góp ý từ Quý thầy cô và ý kiến xây dựng từ các bạn

để đồ án được hoàn thiện hơn nữa

TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2010Nhóm SVTH: VŨ THỊ NGỌC AN

NGUYỄN KIỀU OANHNGUYỄN THỊ MINH TÂM

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH xiii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xviii

LỜI NÓI ĐẦU xix

PHẦN 1 TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG 1

CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG 2

1.1 Khái niệm thực phẩm chức năng 2

1.2 Phân biệt thực phẩm chức năng với một số thực phẩm khác 4

1.2.1 Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients) 4

1.2.2 Thực phẩm chức năng (Functional Foods) 4

1.2.3 Thực phẩm thuốc (Medical Foods) 4

1.2.4 Thuốc và dược liệu (Drug) 5

1.3 Lịch sử nghiên cứu thực phẩm chức năng trong nước và trên thế giới 6

1.3.1 Trên thế giới 6

1.3.2 Tình hình sử dụng thực phẩm chức năng ở Việt Nam 6

CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG - VAI TRÒ SINH HỌC 8

2.1 Phân loại thực phẩm chức năng 8

2.1.1 Các chất xơ chức năng trong dinh dưỡng 8

2.1.2 Các loại đường đa phân tử chức năng (Oligosaccharides) 9

2.1.5 Vi khuẩn sinh acid lactic, acid butyric 10

2.1.6 Acid béo chưa no 10

2.1.7 Các loại sắc tố thực vật 11

2.2 Phân loại dựa theo nguyên liệu thực phẩm chức năng 11

2.2.1 Thực phẩm chức năng có nguồn gốc thực vật 11

2.2.2 Thực phẩm chức năng có nguồn gốc động vật 13

2.3 Vai trò sinh học của một số loại thực phẩm chức năng tới sức khỏe 16

2.3.1 Thực phẩm chức năng nguồn gốc thực vật 16

2.3.2 Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu sinh vật biển và động vật 22

2.3.3 Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu nấm 27

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU CÁC CHẤT DINH DƯỠNG CHỨC NĂNG 33

3.1 Chọn giống cây trồng vật nuôi giàu chất dinh dưỡng chức năng 33

3.2 Làm giàu chất dinh dưỡng thông qua con đường chế biến thực phẩm 34

3.3 Làm giàu chất dinh dưỡng thông qua kĩ thuật, chăn nuôi 35

CHƯƠNG 4 NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG VỀ QUẢN LÝ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG TRÊN THỊ TRƯỜNG 36

4.1 Qui định về sự công nhận tác dụng các chất dinh dưỡng chức năng 36

4.1.1 Quản lý tiêu chuẩn về mặt khoa học các chất dinh dưỡng chức năng 36

4.1.2 Yêu cầu chấp nhận của cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm và dược phẩm trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ 37

4.2 Qui định về tên gọi và dán nhãn, lưu hành trên thị trường 37

4.1.1 Mục tiêu của dán nhãn thực phẩm thông thường và TPCN 37

PHẨM CHỨC NĂNG 39

CHƯƠNG 1.THÀNH TỰU PHÁT TRIỂN CỦA THỰC PHẨM CHUYỂN GEN 40

1.1 Tình hình phát triển của thực phẩm chuyển gen trên thế giới và ở Việt Nam 40

1.1.1 Trên thế giới 40

1.1.2 Tình hình phát triển thực phẩm chuyển gen ở Việt Nam 47

1.2 Những đặc tính mới của sinh vật chuyển gen được dùng trong thực phẩm chức năng 48

1.2.1 Thực vật 48

1.2.2 Động vật 51

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN 57

2 1.Thực vật 57

2 1.1 Phương pháp chung 57

2.1.2 Kỹ thuật cơ bản 58

2.2 Động vật 71

2.2.1 Nguyên tắc 71

2.2.2 Các phương pháp 76

CHƯƠNG 3 TĂNG CƯỜNG FOLATE TRONG CÁC LOẠI CÂY THỰC PHẨM .81 3.1 Folate 82

3.1.1 Giới thiệu về folate 82

3.1.2 Các dạng của folate 83

3.1.3 Sự thiếu hụt folate và sức khỏe 84

3.1.4 Nhu cầu folate 85

3.2.2 Vật liệu và phương pháp 88

3.2.3 Kết quả 92

3.2.4 Bàn luận 100

3.3 Cà chua tăng cường folate thế hệ 2 102

3.3.1 Vật liệu và phương pháp 102

3.3.2 Kết quả 103

3.4 Gạo tăng cường folate 105

3.4.1 Vật liệu và phương pháp 105

3.4.2 Kết quả 106

3.5 Những thành tựu và hướng phát triển 112

3.5.1 Thành tựu 112

3.5.2 Hướng phát triển 114

3.6 Kết luận về các loại cây trồng chuyển gen được làm giàu folate 117

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VỀ CÁC LOẠI CÂY CHUYỂN GEN GIÀU CHẤT DINH DƯỠNG CHỨC NĂNG 118

PHẦN 3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG 120

CHƯƠNG 1 TẢO SPIRULINA 121

1.1 Giới thiệu chung 121

1.2 Tổng quan về tảo Spirulina 123

1.2.1 Lịch sử phát hiện 123

1.2.2 Phân loại 123

1.2.3 Đặc điểm sinh học của tảo Spirulina 123

1.2.6 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng Spirulina 130

1.2.7 Công nghệ nuôi trồng tảo Spirulina 136

1.2.8 Các phương pháp phá vỡ tế bào S.platensis 140

1.3 Nghiên cứu tình huống 142

1.3.1 Nghiên cứu xử lý tảo Spirulina 142

1.3.2 Nghiên cứu chiết suất các hợp chất chống oxy hóa từ S.platensis 154

1.3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của sinh khối Spirulina platensis lên hệ vi khuẩn của sữa lên men ABT trong suốt thời gian bảo quản 167

1.4 Giới thiệu một số sản phẩm Spirulina hiện nay 180

1.5 Kết luận 182

CHƯƠNG 2 FRUCTOOLIGOSACCHARIDE (FOS) 184

2.1 Tổng quan về FOS 184

2.1.1 Khái niệm FOS 184

2.1.2 Nguồn gốc FOS – Cấu tạo 185

2.1.3 Tính chất của FOS: 189

2.1.4 Ảnh hưởng của FOS lên cơ thể và sức khỏe con người 191

2.1.5 Tính an toàn và ứng dụng của FOS 195

2.1.6 Tình hình nghiên cứu và sản xuất FOS trên thế giới 197

2.1.7 Giới thiệu các enzyme trong sản xuất FOS 204

2.1.8 Tiềm năng cho sản xuất FOS tại Việt Nam 209

2.2 Thu nhận và tinh sạch enzyme -fructofuranosidase từ chủng nấm mốc Aspergillus niger IMI303386 211

2.2.1 Tóm tắt nghiên cứu 211

2.2.2 Nguyên liệu và phương pháp 211

enzyme fructosyltransferase và ứng dụng sản xuất đường FOS 222

2.3.1 Tóm tắt nghiên cứu 222

2.3.2 Nguyên liệu và phương pháp 223

2.3.3 Kết quả và bàn luận 224

2.4 Cố định tế bào nấm mốc Aspergillus japonicus vào chất mang gluten và ứng dụng sản xuất đường fructooligosaccharide 226

2.4.1 Tóm tắt nghiên cứu 226

2.4.2 Nguyên liệu và phương pháp 227

2.4.3 Kết quả 228

2.5 Sản xuất FOS cao độ từ sucrose sử dụng hệ enzyme -fructofuranosidase và glucose oxidase 233

2.5.1 Tóm tắt nghiên cứu 233

2.5.2 Nguyên liệu và phương pháp 233

2.5.3 Kết quả và bàn luận 235

2.6 Ứng dụng công nghệ enzyme để thu nhận đường chức năng FOS từ dịch mía ở Việt Nam 244

2.6.1 Tóm tắt nghiên cứu 244

2.6.2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 244

2.6.3 Kết quả nghiên cứu và thảo luận: 245

2.7 Nghiên cứu sử dụng đường FOS trong sản xuất một số thực phẩm chức năng ở Việt Nam 252

2.7.1 Sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em 252

2.7.2 Sản xuất bánh bích quy 254

TÀI LIỆU THAM KHẢO 262

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Bảng 1.1: Phạm trù giữa thực phẩm và thuốc 5

Bảng 2.1: Hệ thống phân loại FOSHU 15

Bảng 2.2: Hàm lượng lycopene trong một số sản phẩm cà chua 19

Bảng 2.3: Khả năng ức chế các gốc tự do của các hợp chất trong trà xanh 21

PHẦN 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Bảng 1.1: Diện tích cây trồng CNSH năm 2007 trên thế giới 41

Bảng 1.2: Trang trại nuôi giống động vật sản xuất protein dược phẩm 51

Bảng 1.3: Những protein có tác dụng chữa bệnh trong sữa được sản xuất ra bởi thú cho sữa chuyển gen 53

Bảng 1.4 : Một vài thông số liên quan đến việc tiết sữa ở động vật có vú 53

Bảng 1.5 : Ước tính sản lượng protein sinh phẩm trong sữa và qui mô đàn thú chuyển gen trên thế giới 54

Bảng 1.6: Một số thay đổi các thành phần của sữa được đề xuất 56

Bảng 2.1: Các phương pháp chuyển gen không sử dụng các yếu tố virus 77

Bảng 3.1: Những cây lương thực có folate 83

Bảng 3.2: Nhu cầu folate đề nghị cho trẻ em và người lớn 85

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của Spirulina 126

Bảng 1.2: Thành phần vitamin của Spirulina 127

Bảng 1.3: Thành phần khoáng của tảo Spirulina 127

Bảng 1.4: Thành phần acid amin của tảo Spirulina 128

Bảng 1.5: Các chất màu trong Spirulina 128

Bảng 1.6: Các loại thực phẩm được chế biến từ tảo Spirulina 131

Bảng 1.7: Môi trường cơ bản( môi trường Zarrouk) 137

Bảng 1.8: Môi trường bổ sung 1 138

Bảng 1.9: Môi trường bổ sung 2 138

Bảng 1.10: So sánh mẫu thử nghiệm từ 1 đến 10 với mẫu chuẩn 151

Bảng 1.11: Các mẫu so sánh không bổ sung đường được so sánh với mẫu chuẩn 152

Bảng1.12: So sánh hàm lượng phycocyanin giữa các mẫu 153

Bảng 1.13: Mức độ mã hóa thử nghiệm của các yếu tố dùng trong thiết kế Box-Behnken 160

Bảng 1.14: Ma trận thiết kế bởi Box-Behnken cùng với thí nghiệm và dự đoán giá trị hiệu suất của dịch chiết 163

Bảng 1.15: Thành phần và hàm lượng tương đối của acid béo trong dịch chiết từ 166

Bảng 1.16: Những thành phần có thể đóng góp trong chất hoạt động chống oxy hóa từ S.platensis 166

Bảng 1.17: Số lượng tồn tại (log CFU/ml) của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, và Bifidobacterium spp trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong thời gian bảo quản ở 15°C 174

thời gian bảo quản ở 15°C 174

Bảng 1.19: pH và độ chua của sản phẩm sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong thời gian lưu trữ ở 150C 176

Bảng 1.20: Số lượng tồn tại (logCFU/ml) của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, và Bifidobacterium spp trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong thời gian bảo quản ở 4°C 177

Bảng 1.21: Tỷ lệ % tồn tại của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, và Bifidobacterium spp trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong thời gian bảo quản ở 4°C 177

Bảng 1.22: pH và độ chua của sản phẩm sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong thời gian lưu trữ ở 40C 179

Bảng 2.1: Hàm lượng FOS của một số loại cây quả (mg/g chất khô) 186

Bảng 2.2: Nguồn enzyme tổng hợp FOS từ thực vật 188

Bảng 2.3: Vi sinh vật sản xuất FOS 189

Bảng 2.4: Đặc tính của FOS so với một số loại đường khác 190

Bảng 2.5: Diễn biến tăng trưởng của ngành công nghiệp mía đường trên toàn quốc 210

Bảng 2.6: Kết quả tinh sạch -fructofuranosidase từ A niger IMI 303386 215

Bảng 2.7: Ảnh hưởng của các ion kim loại và hợp chất lên hoạt tính enzyme -fructofuranosidase của A niger 221

Bảng 2.8: Thành phần đường so sánh giữa FOS và FOS cao độ 243

Bảng 2.9: Thành phần đường trong dịch mía 245

Bảng 2.10: Ảnh hưởng của tỉ lệ Enzyme/cơ chất tới sự biến đổi thành phần đường 249

Bảng 2.11: Thành phần và hàm lượng đường có trong sản phẩm FOS 250

Bảng 2.14: Thành phần của bánh bích quy 256

Bảng 2.15: Kết quả đánh giá cảm quan bánh bích quy 257

Bảng 2.16: Thành phần của hai loại kẹo 259

Bảng 2.17: Kết quả đánh giá cảm quan của hai loại kẹo 259

PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

Hình 2.1: Công thức cấu tạo Soyasaponin I – IV 17

Hình 2.2: Công thức cấu tạo isoflavone và dẫn xuất 17

Hình 2.3: Công thức hóa học của lycopene 18

Hình 2.4: Công thức cấu tạo các hợp chất catechin trong trà xanh 20

Hình 2.5: Các hợp chất curcumin trong củ nghệ 22

Hình 2.6: Giới thiệu hình ảnh một số loại nấm 32

PHẦN 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Hình 1.1 : Diện tích cây trồng CNSH trên thế giới từ 1996 đến 2007 42

Hình 2.1: Vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens nhìn dưới kính hiển vi 59

Hình 2.2: Khối u ở thực vật do Agrobacterium tumefaciens gây ra 59

Hình 2.3: Công thức cấu tạo của opine (octopin, nopalin) 60

Hình 2.4: Sơ đồ gen của Ti-plasmid trong vi khuẩn A tumefaciens 64

Hình 2.5: Sơ đồ plasmid tái tổ hợp dựa trên nguyên tắc của Ti-plasmid 64

Hình 2.6: Quá trình tạo cây chuyển gen nhờ A.tumefaciens 65

Hình 2.7 : Súng bắn gen (Hãng Biorad) 66

Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng bắn gen 67

Hình 2.9 : Sơ đồ màng phospholipid kép 68

Hình 2.10 : Cuvette nhựa có điện cực 68

Hình 2.11: Sơ đồ bố trí mạch cơ bản của máy xung điện 69

Hình 2.13: Vi tiêm gen ngoại lai vào nhân của protoplast 71

Hình 2.14 : Sơ đồ tạo động vật chuyển gen 72

Hình 2.15: Trứng cá chạch (Misgurnus anguillicaudatus) trước và sau khi khử màng thứ cấp (chorion) 75

Hình 2.16 : Phức hợp DNA-calcium phosphat 78

Hình 2.17: Sự kết hợp giữa DEAE-dextran và DNA 78

Hình 3.1: Cấu trúc hóa học của folate 82

Hình 3.2: Con đường sinh tổng hợp folate 87

Hình 3.3: Cấu trúc vector pMON10086 88

Hình 3.4: Vùng 5’ của cDNA GCHI tổng hợp 89

Hình 3.5: Nguyên lý tạo cây cà chua chuyển gen thế hệ 1 89

Hình 3.6: Phân tích HPLC huỳnh quang những pteridine oxi hóa trong quả chín đỏ (Cột Ultramex C18 IP) 93

Hình 3.7: Sự thay đổi trong lượng pteridine tổng của quả đối chứng (V2) và quả GCHI+ trong suốt quá trình chín 94

Hình 3.8 : Các giai đoạn chín của cà chua 94

Hình 3.9: Định lượng các pteridine chính trong quả chín đỏ của 3 thể biến nạp GCHI+ đại diện 95

Hình 3.10: Phân tích HPLC huỳnh quang peak 1 và 2 chưa biết trước và sau khi xử lý với HCl, α-glucosidase hoặc β-glucosidase 96

Hình 3.11: Hàm lượng folate tổng trong quả chín đỏ của 12 thể biến nạp GCHI+ và 10 thể biến nạp đối chứng 97

Hình 3.14: Nguyên lý tạo cây cà chua chuyển gen thế hệ 2 103

Hình 3.15: Hàm lượng folate, PABA, và pteridine tích lũy trong các dòng AtADCS+, GCHI+ và GCHI+/AtADCS+ 104

Hình 3.16: Giản đồ đại diện của T-DNA trong các vector dùng để chuyển gen 105

Hình 3.17: Mức PABA và folate tổng trong những dòng A 107

Hình 3.18: Mức pterin và folate tổng trong những dòng G 108

Hình 3.19: Mức PABA, pterin và folate tổng trong những dòng GA 108

Hình 3.20: So sánh thành phần các loại folate chính trong dòng GA so với dòng WT 110

Hình 3.21: Tỷ lệ tương đối của polyglutamate và monoglutamate folate của dòng GA và WT 111

Hình 3.22: Sự thay đổi mức folate tổng trong hạt của dòng GA khi nấu 112

PHẦN 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Hình 1.1: Hình dạng tảo Chlorella, Scenedesmus, Spirulina 121

Hình 1.2: Hình dạng của tảo Spirulina 124

Hình 1.3: Sơ đồ vòng đời của Spirulina 125

Hình 1.4: Sơ đồ của quá trình chiết SC-CO2 161

Hình 1.5: Hoạt chất chống oxy hóa được đánh giá bằng phương pháp ức chế quá trình peroxide hóa của acid linoleic 165

Hình 2.1: Công thức cấu tạo của FOS 187

Hình 2.2: Sự thay đổi nồng độ insulin trong máu 191

Hình 2.5: Quy trình sản xuất FOS từ FTS vi sinh vật 201

Hình 2.6: Sơ đồ quy trình sản xuất FOS liên tục và không liên tục 202

Hình 2.7: Cơ chế chuyển hóa tạo FOS từ sucrose của FTS A.pullulans 206

Hình 2.8: Quá trình oxy hóa glucose dưới tác dụng của enzyme GOD 208

Hình 2.9: Phản ứng oxy hóa glucose dưới tác dụng của hệ 2 enzyme GOD và CAT 209

Hình 2.10: Sắc ký trao đổi ion DEAE-Sepharose 216

Hình 2.11: Sắc ký lọc gel Ultrogel AcA44 của -fructofuranosidase 217

Hình 2.12: Kết quả điện di SDS-PAGE của -fructofuranosidase 218

Hình 2.13: Ảnh hưởng của pH lên hoạt tính và độ ổn định của -fructofuranosidase 219

Hình 2.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính và độ ổn định của -fructofuranosidase 220

Hình 2.15: Sự thay đổi pH và hoạt tính FTS trong quá trình nuôi cấy nhiều chu kì A oryzae CFR 202 225

Hình 2.16: Hàm lượng FOS sinh ra bởi FTS qua các chu kì nuôi cấy A oryzae 225

Hình 2.17: Nồng độ và phần khối lượng của các loại đường theo thời gian 229

Hình 2.18: Sản xuất FOS sử dụng tế bào cố định và tế bào không cố định 230

Hình 2.19: Ảnh hưởng của lượng tế bào cố định trong mạng gluten 231

Hình 2.20: Phần khối lượng FOS và năng suất tạo FOS theo tốc độ dòng chảy 232

Hình 2.21: Ảnh hưởng của nhiệt độ (A) và pH (B) lên hỗn hợp enzyme 236

Hình 2.22: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỉ lệ FOS tạo thành 237

Hình 2.23: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến tỉ lệ FOS tạo thành 238

Hình 2.27: Tỉ lệ các loại đường trong hỗn hợp phản ứng ở điều kiện tối ưu 242

Hình 2.28: Sắc ký đồ HPLC của FOS và FOS cao độ 242

Hình 2.29: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng vận chuyển Fructose 246

Hình 2.30: Ảnh hưởng của pH đến khả năng vận chuyển Fructose 247

Hình 2.31: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng vận chuyển Fructose 247

Hình 2.32: Sắc ký đồ của đường FOS và các loại đường trong mẫu nghiên cứu 250

Hình 2.33: Sắc ký đồ của đường FOS chuẩn 250

Hình 2.34: Sơ đồ quy trình sản xuất siro FOS từ nước mía sử dụng Pectinex Ultra SP-L 251

Hình 2.35: Sơ đồ quy trình sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em có bổ sung FOS 253

Hình 2.36: Sơ đồ quy trình sản xuất bánh bích quy sử dụng đường FOS 255

Hình 2.37: Sơ đồ quy trình sản xuất đường cứng sử dụng đường FOS 258

AAPH : 2,2’-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride.

ABT : Hệ vi khuẩn Lactobacillus acidophilus (A), Bifidobacteria (B), và

Streptococcus thermophilus (T)

ADCS : enzyme aminodeoxychorismate synthase

BHT : Butylated hydroxytoluene

DALY :disability adjusted life years: tỷ lệ khuyết tật được điều chỉnh hàng năm

DFE : dietary folate equivalents: hàm lượng folate tương đương trong bữa ăn

FAME : Fat Acid Methyl Esters.

FDA :Food and Drug Administration: tổ chức Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ

FOS : Fructooligosaccharide

FTS : Fructosyltransferase

GC-MS : Gas Chromatography-Mass Spectometry – Sắc kí khí-khối phổ.

GCHI :enzyme GTP cyclohydrolase I

GOD : Glucose oxidase

NTD : neural tube defects: dị tật ống thần kinh

PAPA :p-aminobenzoate

RSM : Response Surface Method – Phương pháp bề mặt đáp ứng

SC-CO 2: Supercritical carbon dioxide – CO2 siêu tới hạn

THF : tetrahydrofolate

Trolox : 6-hydroxyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylicacid.

WT : wild type: chủng hoang dại

Trong hơn 20 năm qua, người dân cũng như giới khoa học đã có thêm một cái nhìnnữa về thực phẩm Thực phẩm không chỉ là để duy trì sự sống mà còn thêm khả năng tăngcường sức khỏe, giảm thiểu các bệnh mãn tính do thiếu cân bằng dinh dưỡng Từ đó khơinguồn cho sự tìm hiểu và chế biến loại thực phẩm trong đó ngoài việc cung cấp nhu cầudinh dưỡng cơ bản mà các thành phần cấu tạo còn có tác dụng tích cực vào những nhiệm

vụ khác nhau của cơ thể Đó là “ Thực phẩm chức năng”

Các nhà khoa học trên thế giới đã dự báo rằng: thức ăn của con người trong thế kỉXXI sẽ là thực phẩm chức năng Các hoạt chất mà thực phẩm chức năng mang lại cho conngười chính là những vị thuốc quý, giúp con người tăng cường miễn dịch, chống lão hóa,kéo dài tuổi thọ, phòng và chữa các bệnh mãn tính, kể cả ung thư

Loại thực phẩm chức năng đầu tiên được kể đến là những thực phẩm mà khi ở dạng

tự nhiên đã có những hoạt chất có lợi cho con người Tiếp đó là nhóm thực phẩm có íthoạt chất hơn, phải bổ sung hoặc tinh chế, cô đặc lại ở dạng dễ sử dụng, hay biến đổi gen

để tăng hàm lượng một số chất có lợi

Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, việc chế biến và sảnxuất thực phẩm chức năng đã trở nên dễ dàng hơn Con người đã tạo ra các thực phẩmchức năng rất đa dạng về thể loại và phong phú về hoạt tính sinh học Đối với nước ta,đây là lĩnh vực có nhiều triển vọng, bởi nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và đadạng, cùng với sự đầu tư vào công nghệ sinh học, bước đầu đã đạt được một số thành tựuđáng ghi nhận

PHẦN 1

TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG

1.1 Khái niệm thực phẩm chức năng

Khái niệm và tên gọi về thực phẩm chức năng bắt nguồn từ Nhật Bản Vào năm 1980

Bộ Y tế và Sức khỏe của nước này bắt đầu xây dựng hệ thống tổ chức trong Bộ, tổ chức này

có nhiệm vụ điều chỉnh và công nhận những loại thực phẩm có hiệu quả cải thiện sức khỏecủa cộng đồng dân cư Họ cho phép ghi trên nhãn hiệu hàng hóa thực phẩm sử dụng cho sứckhỏe con người, được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh là FOSHU(Foods for Specified Health Use) Sau hơn 20 năm hoạt động trên lĩnh vực này, đến tháng 9năm 2001 đã có trên 271 sản phẩm thực phẩm mang nhãn hiệu FOSHU Ở Nhật, thực phẩm

chức năng được định nghĩa như sau : Những loại thực phẩm có hiệu quả lên sức khỏe bởi

các chất dinh dưỡng truyền thống và các hoạt chất sinh học có chứa trong nó, người ta gọi

là thực phẩm chức năng Sau đó, thực phẩm chức năng xuất hiện trên nhiều nước khác.

Ở Mỹ quan điểm về thực phẩm chức năng của ADA (The American Dietetic

Association): Thực phẩm chức năng là bao gồm tất cả các thành phần có trong nó và cũng

là thực phẩm được làm mạnh them, làm giàu thêm hoặc nâng cao thêm yếu tố nào đó, có hiệu quả tiềm năng đến sức khỏe khi tiêu thụ một phần nó trong khẩu phần có nhiều loại một cách thường xuyên với mức độ có tác dụng.

Theo FDA thì : Thực phẩm chức năng là loại thực phẩm cung cấp các chất dinh dưỡng

cơ bản có ích cho sức khỏe Thực phẩm chức năng là thực phẩm mà nếu ăn nó, thì sức khỏe

sẽ tốt hơn khi không ăn nó Ví dụ như rau xanh và trái cây có chứa đủ chất để làm tăngcường sức khỏe Những chất có hoạt tính sinh học trong thực phẩm chức năng có ích chosức khỏe hoặc có ảnh hưởng sinh lý theo hướng mong muốn

Theo IFIC (The International Food Information Council) thì thực phẩm chức năng là

Theo ILSI (The International Life Sciences Institute of North America) thì thực phẩmchức năng là loại thực phẩm có chứa hoạt tính sinh học có ích cho sức khỏe trên cơ sở cácchất dinh dưỡng cơ bản.

Viện nghiên cứu Y học của Viện hàn lâm khoa học Mỹ cho rằng : thực phẩm chứcnăng là thực phẩm có chứa một hay nhiều hơn những nguyên liệu thực phẩm có sửa đồi đểnâng cao hiệu quả cho sức khỏe

Ở Trung Quốc thì thực phẩm chức năng được coi là thực phẩm bao gồm các chất dinhdưỡng như thực phẩm bình thường, nhưng đặc biết có chứa yếu tố thứ hai hay thứ ba có tácdụng phòng chống bệnh như là dược liệu

Tại Việt Nam từ 1990 – 1991, Viện Dinh dưỡng đã xác định : Thực phẩm chức năng làthực phẩm có chứa các chất có hoạt tính sinh học cần thiết cho sức khỏe bao gồm cả thựcphẩm chế biến cải tiến, thức ăn cổ truyền dân tộc và các thành phần không dinh dưỡng khác

có tác động đặc biệt và cần thiết cho sức khỏe

Thuộc tính chức năng nói lên vai trò sinh học của một hay nhiều chất dinh dưỡng chứcnăng có trong thực phẩm truyền thống, nó được phát hiện ra với những thành phần các chấtđặc biệt có hữu ích cho sức khỏe Cần phải có sự kết hợp nghiên cứu yểm trợ để xác địnhhiệu quả sức khỏe cũng như nguy cơ của thực phẩm chức năng khi ăn đơn điệu chúng vớinhững thành phần có hoạt tính sinh lý mạnh trong thực phẩm chức năng Chuyên ngànhdinh dưỡng sẽ tiếp tục cùng với công nghệ thực phẩm, nhà nước, hội đồng khoa học, và các

cơ quan truyền thong phải có những chỉ dẫn chính xác rõ ràng về mặt khoa học của thựcphẩm và dinh dưỡng để người tiêu thụ biết cách áp dụng

Khi nghiên cứu về thực phẩm chức năng và thuốc trị bệnh, người ta thấy nó như làvùng giao thoa giữa thực phẩm và thuốc Nó vừa chứa các chất dinh dưỡng như là thựcphẩm truyền thống, lại vừa có hoạt chất sinh học có tác dụng phòng trị bệnh như là thuốc[3]

1.2 Phân biệt thực phẩm chức năng với một số thực phẩm khác

Sự khác biệt giữa Thực phẩm chức năng, Thực phẩm thuốc và Thực phẩm thôngthường được thể hiện qua sơ đồ sau :

1.2.1 Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients)

Là thực phẩm với các thành phần và giá trị dinh dưỡng cơ bản được ghi trên nhãn vàphải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm được cộng đồng và cơ quan quản lý thựcphẩm chấp nhận Khi ăn loại thực phẩm này thì cơ thể phát triển một cách bình thườngtrong điều kiện bình thường [3]

1.2.2 Thực phẩm chức năng (Functional Foods)

Là thực phẩm ngoài chất dinh dưỡng cơ bản ra, còn chứa một số hoạt chất chức năngđặc biệt ở mức độ cao, có tác dụng phòng chống bệnh tật, đảm bảo cho sức khỏe bền vững.Thực phẩm chức năng phải được công bố thành phần các chất dinh dưỡng chức năng trongthực phẩm và có hướng dẫn sử dụng để phòng chống những bệnh tật gì Thực phẩm chứcnăng không cần phải có sự kê đơn hoặc quản lý theo dõi điều trị trong phòng và chữa trịbệnh, thực phẩm phải được đăng kí theo qui định của điều lệ Vệ sinh an toàn thực phẩm [3]

1.2.3 Thực phẩm thuốc (Medical Foods)

Là thực phẩm phải đạt yêu cầu cao trong chế biến và phối trộn các thành phần dinhdưỡng cùng với các hoạt chất có tác dụng dược lý theo tiêu chuẩn kỹ thuật của ngành dược

và ngành thực phẩm, phải đạt tiêu chuẩn thuốc uống và vệ sinh an toàn thực phẩm, phảiđăng kí theo tiêu chuẩn thuốc và thực phẩm của Bộ Y tế Theo FDA ở Mỹ, từ năm 1938 thì

Thực phẩm Thực phẩm thông thường chức năng

Thực phẩm Thuốc và thuốc dược liệu

khi sử dụng thực phẩm thuốc phải được Bác sĩ kê đơn, chẩn đoán dinh dưỡng để có chế độ

ăn thích hợp cho bệnh nhân Ví dụ như thức ăn qua xông để hỗ trợ sức lực cho bệnh nhântrong quá trình điều trị [3]

1.2.4 Thuốc và dược liệu (drug)

Là sản phẩm bào chế phải được tuân thủ nghiêm ngặt của ngành dược, đảm bảo antoàn và hiệu quả trong việc sử dụng để phòng và trị bệnh, thuốc phải được thử nghiệm hoànchỉnh trên lâm sang Thuốc phải đăng ký theo tiêu chuẩn thuốc và phải có sự kê đơn củaBác sĩ

Trong bảng dưới đây tóm lược các đặc điểm của các loại thực phẩm và thuốc, các yêucầu sử dụng và dán nhãn trên bao bì

Bảng 1.1: Phạm trù giữa thực phẩm và thuốc

Thuốc và dược liệu Dược phẩm có qui định sử dụng, Bác sĩ kê đơn

Dược phẩm không có qui định kê đơn của Bác sĩ, có hướng dẫn

Thực phẩm thuốc Sản xuất theo qui trình sản xuất thuốc, thực phẩm

Được Bác sĩ chẩn đoán dinh dưỡng và kê đơn

Thực phẩm chức năng Thế hệ I: Chọn lựa thực phẩm chức năng có trong tự

Thực phẩm thông thường Thực phẩm mới

Thực phẩm dinh dưỡng đặc biệt

Thực phẩm thông thường

[3]

1.3 Lịch sử nghiên cứu thực phẩm chức năng trong nước và trên thế giới

1.3.1 Trên thế giới

Từ năm 1900 đã có khái niệm sử dụng thực phẩm để phòng bệnh và tăng cường chosức khỏe Lúc bấy giờ người ta biết dử dụng muối giàu iod để phòng và chữa bệnh bướu cổ,ngày nay chúng ta coi đó là thực phẩm chức năng Trước đó người ta còn biết sử dụng củ càrốt để chữa bệnh quáng gà, ngày nay ta coi đó là bệnh thiếu vitamin A và cà rốt cung cấptiền chất vitamin A để chữa bệnh

Thời kì cổ đại Hypocrat coi thức ăn cũng là phương tiện điều trị bệnh Nhưng lúc bấygiờ, người ta chưa hiểu một cách rõ ràng chất nào trong thực phẩm có giá trị phòng và chữabệnh, phần lớn họ dùng thực phẩm để phòng và chữa bệnh theo kinh nghiệm Vì vậy từ thế

kỉ thứ 19 trở về trước, người ta có quan niệm khi có bộ phận nào đó của cơ thể bị bệnh thìtìm thức ăn tương ứng ăn vào sẽ chữa được bệnh, nói khác đi là “ đau cái gì ăn cái nấy”.Điều này không đúng với các bệnh truyền nhiễm Sau này khi ngành hóa học hữu cơ, hóaphân tích, hóa sinh phát triển, người ta mới làm rõ ra vai trò sinh học của mỗi loại chất dinhdưỡng trong thức ăn đối với cơ thể Định nghĩa thực phẩm chức năng ngày càng sáng tỏhơn, ngày càng có sự giao thoa giữa ngành Y Dược với ngành chế biến thực phẩm Nóikhác đi “ người thầy thuốc cũng là người đầu bếp, người đầu bếp cũng là người thầy thuốc”.Hiện nay ở Trung Quốc và một số quốc gia khác phát triển thực phẩm chức năng rấtmạnh Theo Zonglian Jin và Bodi Hui, trường Đại học Khoa học Bắc Kinh (2003) thì đếncuối năm 2002 có đến 3799 sản phẩm thực phẩm chức năng được Bộ Y tế Trung Quốcchuẩn y Trong số này có đến 71,5% thực phẩm chức năng thuộc nhóm giúp cho cơ thể tăngcường sức đề kháng để kháng bệnh, giúp cho cơ thể điều chỉnh lượng mỡ máu và giải thoátmệt mỏi, thư giãn [3]

1.3.2 Tình hình sử dụng thực phẩm chức năng ở Việt Nam

Đối với nước ta, việc nghiên cứu tạo ra các chế phẩm thực phẩm chức năng mangphương châm “ công nghệ cao, bản sắc cổ truyền” là hướng nghiên cứu rất lý thú và có lợithế, bởi vì chúng ta có thế mạnh về tài nguyên sinh học nhiệt đới và có kho tàng kinh

nghiệm phong phú của nền y học dân tộc Từ lâu đời, nhân dân ta đã biết sử dụng bột cóc

để chống bệnh còi xương cho trẻ em, sử dụng côn trùng và các động vật rừng với mục đích

bổ dưỡng và làm thuốc chữa bệnh Ngoài ra, còn nhiều loại sản phẩm biển có giá trị dinhdưỡng cao, dược liệu quý như yến sào, bào ngư, hải sâm, vi cá, các loài nhuyễn thể biển…phục vụ các bữa yến tiệc cung đình Kho tàng kinh nghiệm này không ngừng được bổ sung

từ thế hệ này qua thế hệ khác qua quá trình lao động chinh phục thiên nhiên và đang đượcnền y học hiện đại soi sáng, chứng minh

Phòng Hóa sinh protein, thuộc Viện Công nghệ sinh học đã tiến hành phân tích sinhhóa 4 loài hải sâm ăn được, 4 loài rắn biển ăn được và loài cầu gai Từ đó đã phát hiện đượcmột số hoạt chất sinh học quan trọng có trong thịt của chúng Các phát hiện này đã tạo cơ sởkhoa học cho việc nghiên cứu và sản xuất thực phẩm chức năng, các chế phẩm tăng lực đầutiên cho vận động viên Việt Nam Bước đầu đưa vào sử dụng đã giúp cho các vận động viênđạt được một số cải thiện về thể lực, thi đấu thành công

Những kết quả nghiên cứu bước đầu về thực phẩm chức năng ở trong nước có ý nghĩa

to lớn, có triển vọng đóng góp cao cho ngành công nghiệp dược của nước ta

Trong tương lai sẽ phát triển những loại thực phẩm cung cấp năng lượng cao, có thểtích nhỏ, thuận lợi cho việc vận chuyển, không phải nấu nướng và khẩu vị phải đa dạng Cácyếu tố trí nhớ và nâng cao sức đề kháng, sức chống chịu của cơ thể…sẽ được đưa vào thựcphẩm chức năng dùng cho nhân dân, người lao động trí óc, đặc biệt cho bộ đội trong cáccuộc hành quân thần tốc và trong chiến tranh tình hình mới[14]

CHƯƠNG 2

PHÂN LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG - VAI TRÒ SINH HỌC

2.1 Phân loại thực phẩm chức năng

Có nhiều cách phân loại:

Dựa vào đặc tính cấu tạo hóa học, người ta chia các chất dinh dưỡng chức năng theocác nhóm sau:

2.1.1 Các chất xơ chức năng trong dinh dưỡng

Chất xơ là các polysaccharide không phải là tinh bột, là bộ khung, giá đỡ của các mô,

tế bào thực vật và có sức chống đỡ với các men tiêu hóa của người Chất xơ có nhiều trongrau, quả, phần cám của hạt gạo

Thực phẩm có nhiều chất xơ có tác dụng làm khối phân trở nên lớn, xốp, kích thíchnhu động ruột, làm giảm thời gian lưu phân trong ruột già, chống táo bón Ngoài ra chất xơcòn hấp phụ độc tố trong ruột, không cho hấp thu vào cơ thể, thải chúng ra ngoài theo phân.Người ta theo dõi thấy, khối lượng phân nhỏ hơn 100g mỗi ngày dễ làm tăng nguy cơ ungthư đại tràng Do đó cần có khối lượng phân lớn hơn 132g mỗi ngày Điều đó cần lượngchất xơ cần thiết là 17,9g/ngày

Thực phẩm có nhiều chất xơ còn làm chậm hấp thu đường, có tác dụng tốt cho ngườibệnh tiểu đường, béo phì Chất xơ còn ngăn cản sự tái hấp thu cholesterol, có tác dụng tốtcho người bệnh tim mạch

Một số chất xơ tan có khả năng lên men sinh acid hữu cơ bởi vi sinh vật ở ruột già, tạomôi trường acid, ức chế vi khuẩn lên men thối có hại, đồng thời các acid hữu cơ này cũngđược hấp thu, cung cấp năng lượng không phải đường cho cơ thể

2.1.2 Các loại đường đa phân tử chức năng (Oligosaccharides)

Có nhiều loại đường đa phân tử (3 – 9 phân tử đường đơn), như đường đafructooligosaccharide có nhiều trong rau quả, lactooligosaccharide có trong sữa, nhữngoligosaccharide khác có nhiều trong hạt đậu nành…

Các loại đường này cơ thể không có khả năng tiêu hóa hấp thu ở đoạn trên của ruột do

đó làm chậm hấp thu đường, giảm bớt gánh nặng sản xuất insulin của tuyến tụy, vì thế cótác dụng tốt cho người mắc bệnh tiểu đường Loại đường này cũng có nhiều trong rau quả

2.1.3 Acid amin, peptide và protein chức năng

Acid amin, peptide và protein là thành phần rất quan trọng để duy trì sức khỏe, sựsống Gần đây chúng còn được biết thêm như là một thực phẩm chức năng

Acid amin cần thiết cho việc điều trị, phục hồi sức khỏe cho người bệnh tật, chấnthương, điều hòa hoạt động của hệ thần kinh trung ương

Peptid và protein có vai trò quan trọng trong việc tăng cường hoạt động của hệ thốngmiễn dịch như protein kháng thể trong sữa đầu, protein kháng thể chống bệnh đường ruộttrong lòng đỏ trứng được sản xuất bằng cách tiêm vaccine vi khuẩn gây bệnh đường ruộtcho gà mái đẻ trứng Ngoài ra, protein còn có tác dụng trong việc điều hòa hấp thu vitamin,chất khoáng, hấp thu và nước Một số loại protein như gelatin, casein …, những chất này ứcchế chuyển dạng tự angiotensin I thành angiotensin II, do đó làm giảm huyết áp, phòngchống bệnh cao huyết áp

Lượng peptide chứng năng có trong thực phẩm tự nhiên nhìn chung không cao Vì vậy,người ta tạo ra các loại peptide này bằng phương pháp hóa sinh, công nghệ gen hay vi sinhvật trong công nghệ enzyme để thu một số lượng lớn tăng cường vào thực phẩm chế biến

2.1.4 Vitamin và khoáng chất

Ngoài những tác dụng thông thường, vitamin và khoáng chất còn có một số tác dụngkhác trong việc phòng chống bệnh tật

Carotene, vitamin A, E, C, glutathion, tocopherol, sắt, kẽm, selenium có khả năngchống oxy hóa nên có khả năng phòng được những bệnh mãn tính, đặc biệt là bệnh timmạch, ung thư và lão hóa

Vitamin B6, B12 và acid folic cũng làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, có tác dụngtốt cho sự phát triển bào thai và cho sức khỏe bà mẹ mang thai

Kẽm và vitamin A làm tăng cường hoạt động của hệ thống miễn dịch, phòng ngừa cácbệnh nhiễm trùng, đặc biệt là tiêu chảy và nhiễm trùng hô hấp ở trẻ nhỏ

2.1.5 Vi khuẩn sinh acid lactic, acid butyric

Đây là nhóm vi khuẩn có ích tiêu biểu cho những vi sinh vật đường ruột, có tác dụnglàm giảm hội chứng không dung nạp lactose, dự phòng và điều trị tiêu chảy Ngoài ra nócòn làm giảm cholesterol trong máu, phòng chống bệnh ung thư ruột kết, nhất là acidbutyric

Những vi khuẩn này được cung cấp qua đường miệng như là một probiotic, có tácdụng tăng cường miễn dịch, hạn chế táo bón, điều trị nhiễm trùng tiết niệu sinh dục

2.1.6 Acid béo chưa no

Vai trò phòng bệnh của acid béo chưa no một nối đôi (MUFA) và nhiều nối đôi(PUFA), omega-6 và omega-3 đã được nghiên cứu Một số acid béo thuộc những loại này

có khả năng phòng ngừa một số bệnh mãn tính như: phòng ngừa hình thành huyết khối, xơvữa động mạch, phòng bệnh tăng huyết áp, giảm mỡ máu, loạn nhịp tim Ngoài ra còn cókhả năng chống viêm khớp, bệnh vảy nến, ung thư

Lecithin là một phospholipid có tác dụng cùng với omega-3 làm giảm cholesterol máu,qua đó giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch Lecithin có nhiều trong lòng đỏ trứng gà, đậunành, rau quả

2.1.7 Các loại sắc tố thực vật

Thực vật có rất nhiều loại sắc tố khác nhau, dựa trên cấu trúc hóa học và màu sắc của

nó, sắc tố thực vật được chia làm 3 nhóm chính: nhóm sắc tố có màu xanh (Chlorophyll),nhóm sắc tố màu vàng – đỏ (Carotenoid) và nhóm sắc tố màu tím (Anthocyanin)

Các sắc tố thực vật, nhất là nhóm carotenoid có vai trò chống oxy hóa rất mạnh, vì vậy

có tác dụng phá hủy các gốc tự do, ngăn chặn sự hình thành gốc tự do trong cơ thể, từ đóbảo vệ tốt tế bào, tránh tổn thương do các yếu tố vật lý, hóa học gây ra Nhờ đặc tính này màsắc tố thực vật có vai trò phòng ngừa bệnh ung thư

Ngoài ra, các sắc tố thực vật còn được sử dụng làm màu thực phẩm tự nhiên rất an toàncho cơ thể

2.2 Phân loại dựa theo nguyên liệu thực phẩm chức năng

Cà chua:

Một số nghiên cứu gần đây cho thấy ăn nhiều cà chua làm giảm đáng kể nguy cơ ungthư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư tuyến tiêu hóa, ung thư cổ tử cung, ung thư bàngquang, ung thư da và phổi Cà chua còn làm giảm nguy cơ nhồi máu cơ tim Khả năngphòng chống bệnh ung thư và tim mạch của cà chua được cho là nhờ lycopene, một dạng

Tỏi (Allinum sativum):

Tỏi là loại thực phẩm chức năng thường được sử dụng nhất, có vai trò rất quan trọngtrong việc nâng cao sức khỏe con người Nó có khả năng phòng bệnh ung thư, là chất khángsinh thực vật tự nhiên, chống tăng huyết áp và giảm cholesterol máu Trong tỏi có nhiều hợpchất chứa lưu huỳnh tan trong nước và tinh dầu tạo nên mùi vị rất rõ và đặc trưng, nhờ vậygiúp cho tỏi có được những tác dụng y học trong việc phòng chống bệnh tật Tỏi còn có tácdụng làm giảm nguy cơ mắc các chứng bệnh tim mạch và huyết áp

Các loại rau cải (Broccoli và Cruciferous Vegetables):

Nhiều nghiên cứu dịch tễ học cho thấy những người tiêu thụ nhiều rau họ cải, đặc biệt

là cải bắp, súp lơ (đặc biệt bông xanh), cải brussel giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư Nhữngloại rau cải này chứa hợp chất glucosinolate, một loại glycoside có chứa lưu huỳnh chốnglại chất gây ung thư, đặc biệt là ung thư vú vì nó ức chế receptor estrogene

Cam quýt:

Các loại quả thuộc nhóm này gồm cam, quýt, chanh, quất, bưởi… Một số nghiên cứudịch tễ học chỉ ra rằng các loại quả thuộc nhóm này có khả năng phòng chống nhiều loạiung thư ở người nhờ hàm lượng vitamin C, acid folic và lượng chất xơ khá cao trong nó

Rượu vang và nho đỏ:

Rượu vang, đặc biệt là vang đỏ có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch Tỷ lệmặc và tử vong do bệnh tim mạch ở cả nam và nữ giảm rõ rệt ở những người có sử dụngthường xuyên rượu vang Ở vùng sản xuất và sử dụng nhiều rượu vang đỏ ở Pháp, mặc dùngười dân ở đây ăn nhiều mỡ heo tuy nhiên tỷ lệ mắc bệnh tim mạch lại rất thấp vì họ uốngrượu vang đỏ hàng ngày Trong rượu vang có flavonoid, đặc biệt rượu vang đỏ có nhiềuphenolic có tác dụng ngăn ngừa quá trình oxy hóa hạt mỡ LDL trong máu, từ đó làm giảm

sự tích đọng cholesterol trên thành mạch, tránh xơ vữa động mạch Ngoài ra trong rượuvang đỏ còn có những chất ngăn ngừa bệnh ung thư

Trà là một trong những thức uống phổ biến nhất trên thế giới Trong trà có hợp chấtpolyphenolic, có nhiều trong trà xanh, có vai trò chống ung thư, đặc biệt là ung thư vú Hợpchất polyphenolic có nhiều dẫn xuất khác nhau, có tác dụng chống oxy hóa mạnh , bảo vệ tếbào tránh đột biến gen, vì vậy mà nó phòng chống được ung thư Một số bằng chứng kháccũng cho thấy việc tiêu thụ trà xanh còn làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, vì trong tràxanh chứa nhiều hợp chất flavonoid

Bifidobacterium phát triển, kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn gây hại Những vi khuẩn có

ích trong đường ruột được coi là probiotic bao gồm: Bifidobacterium, Lactobacillus,

Enterobacteriaceae… Ngày nay người ta sử dụng nó để chế biến sữa chua yoghurt.

Sản phẩm sữa điều trị giàu chất xơ:

Sữa điều trị là loại sữa được thay thế chất béo bởi chất xơ tan, từ rau quả Đây là loạisữa có hàm lượng cholesterol rất thấp, được sử dụng phổ biến tại Hoa kỳ và Nhật bản Chất

oligosaccharide bổ sung vào sữa có tác dụng kích thích vi khuẩn Bifidobacterium ở ruột già

phát triển, ức chế lên men thối

Sữa giàu -globulin:globulin:

Người ta sử dụng những chủng vi sinh vật đặc biệt (bioincubator) để sản xuất tạo nhiều

-globulin trong sữa với mục đích điều trị bệnh

Sữa chua probiotics:

Sử dụng chủng vi khuẩn hữu ích đường ruột Bifidobacterium cấy vào trong sữa chua

để hỗ trợ vi sinh vật đường ruột cạnh tranh ức chế vi sinh vật gây bệnh và có hại cho đườngtiêu hóa Từ đó loại sữa chua probiotics này có tác dụng phòng chống bệnh tiêu chảy do vikhuẩn gây ra

Lactoferrin:

Một dạng protein có chứa sắt có trong sữa động vật có chức năng đề kháng sự pháttriển của vi sinh vật gây bệnh Nó được coi là một phụ gia thực phẩm thiên nhiên thay thếnhiều phụ gia hóa học khác trong chế biến thịt hộp, lạp xưởng, xúc xích Nó không chỉ cótác dụng sinh học cao mà còn làm giảm lượng vi sinh vật có hại gây bệnh trong đường ruột

và dạ dày Nó còn được phổ biến trong thức ăn qua đường tiêu hóa

Phomai cải tiến:

Sử dụng chủng vi sinh vật kết hợp với quy trình chế biến để làm giảm cholesterol,giảm lượng béo và natrium trong phomai, rất tốt cho người bệnh tim mạch Chủng vi sinhvật đặc biệt này làm thay đổi thành phần chất lượng dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe, có tácdụng phòng và điều trị bệnh

Ngoài cách phân loại như trên, ở một số nước còn có các cách phân loại khác nhau Ví

Bảng 2.1: Hệ thống phân loại FOSHU

Tuyên bố về sức khoẻ Yếu tố chức năng Số sản

phẩm

Loại thực phẩm trên thị trường

Thực phẩm cải thiện

đường tiêu hoá

Prebiotics:

oligosaccharides, rafftinose, lactulose, arabinose

Probiotics:lactocillus,

bifidobacterium

336

Nước giải khát, yaourt, bánh biscuit, đường viên, đậu nànhđông, dấm, chocolate,soup bột, sữa lên men, miso soup, ngũ cốc

Thực phẩm cho người

có cholesterol máu cao

Đạm đậu nành, alginate, chitosan, sitosterol ester

28

Nước giải khát, thịt viên, xúc xích, sữa đậu nành, bánh biscuit, magarin

Thực phẩm cho người

có huyết áp cao Chuỗi acid amin 42

Nước giải khát, soup, acid lactic, nước uốnglên men, đậu nành.Thực phẩm cho người

có triacyglycerol huyết

thanh cao

Diaglycerol và sitosterol 9 Dầu ănThực phẩm liên quan

hấp thụ và chuyên chở

khoáng chất

Casein, calcium citrate isoflavone 17

Nước giải khát, đậu nành lên men (natto), mứt

Thực phẩm

Non-caloriogenic

Manitol, polyphenols,paltinose, xylytol 6

Chocolate, chewing gum

Thực phẩm cho những

người quan tâm đến

đường huyết

Bột mì albumin, tiêu hoá globin,

Bifidobacterium lên men sinh ra acid hữu cơ cung cấp cho vật chủ) Ngoài ra trong đậu nành

còn có chứa carotene (100UI/100g) và các vitamin khác Đậu nành sống có chứa cácenzyme amylase, urease, lipoxidase, carboxylase, catalase và các chất kết dính, các chấtkháng men tiêu hóa protein (anti-trypsine) Đặc biệt đậu nành có chứa các dẫn xuấtflavonoid, là những chất chống oxy hóa, và isoflavone (có các dẫn xuất là genistein vàdaidzein), có tính chất giống estrogen gọi là phytoestrogen Trong đậu nành còn có chứa cácchất saponin gọi là soyasaponin I – IV

Tác dụng kiểu estrogen: phytoestrogen (genistein và daidzein) có tác dụng làm giảmcơn bốc hỏa rạo rực, khó chịu ở những phụ nữ tiền mãn kinh và mãn kinh

Hình 2.1: Công thức cấu tạo Soyasaponin I – IV [3]

Hình 2.2: Công thức cấu tạo isoflavone và dẫn xuất [3]

Cà chua

Tên khoa học: Solanum lycopersicum L., hoặc Lycopersicum esculentum Mill Họ: cà (Solanaceae)

Thành phần hóa học: quả cà chứa trigonelin, stachydrin, cholin Vỏ quả chứa nasunin,shisonin, delphinidin-3-monoglucoside Lá chứa 1,2,3,4-tetrahydroxynortropan, 4-ethyl-1,2-benzendiol Ngoài ra còn có melongosid F, melongosid H, melongosid K, melongosid M,solasonin, arigininglycoside, nasunin Đặc biệt trong quả cà chua chín đỏ có nhiềulycoxanthin, monohydroxylycopene Cà chua còn chứa trigonelin, -amino-4-ethylglycoxalin, acid cafeic, acid clorogenic, acid neoclorogenic, 5-nucleotid-5-hydroxytryptamin, acid cyanhydric (vết), delphinidin Quả có chứa nhiều pectin 11%, acidoxalic Hạt cà chua chứa dầu béo 21.2%, trong đó có nhiều acid linoleic.

Tác dụng dược lý:

Cao chiết với cồn ethylic và aceton từ lá cà chua có tác dụng giảm đau, an thần và gây

tê Cà chua có tác dụng chống đái tháo đường trên động vật thí nghiệm Lá cà chua có chứatomatin, một chất kháng khuẩn chống nấm Tomatin còn được dùng để bán tổng hợpsteroid

Cà chua giàu lycopene, chất có khả năng chống oxy hóa rất tốt Bằng con đường chọngiống và công nghệ sinh học biến đổi gen, các nhà khoa học đã tạo ra loại cà chua mới cóhàm lượng lycopene cao gấp 3.5 lần cà chua thường, có khả năng chống ung thư rất mạnh

Hình 2.3: Công thức hóa học của lycopene [65]

Bảng 2.2: Hàm lượng lycopene trong một số sản phẩm cà chua

Loại sản phẩm cà chua Số lượng lycopene (mg)

Súp cà chua, 1 chén 24.8

Mì sợ Spaghetti xốt cà chua, ½ chén 19.4

Cà chua đóng hộp, ½ chén 11.8Xốt cà chua nấm, 2 muỗng canh 5.1

1 trái cà chua tươi chín, trung bình 3.7

Tác dụng dược lý:

Chống đái tháo đường: thí nghiệm trên chuột gây đáo tháo đường nhân tạo bằngalloxan Nhóm chuột dùng trà 10g/kg thể trọng lượng đường huyết không tăng, nhóm đốichứng không dùng trà đường huyết tăng

Tăng sử dụng thiamin (vitamin B1): dùng trà làm tăng chuyển thiamin thành thiaminpyrophosphat Kết quả lượng thiamin trong cơ thể giảm, vì vậy dùng nhiều trà sẽ gây thiếuthiamin trầm trọng

Chống oxy hóa: nhờ vào các hoạt chất trong polyphenol

Làm se niêm mạc đường tiêu hóa, chống tiêu chảy Tuy nhiên làm giảm tiêu hóa hấpthu các dưỡng chất, đặc biệt là Fe

Cafein, theophylin, theobromin trong trà có tác dụng kích thích thần kinh, tăng cườngsức làm việc của trí óc và cơ, tăng hô hấp, tăng điều hòa nhịp tim, lợi tiểu và kích thích ănngon.

Hàm lượng Fluor khá cao trong trà xanh làm tốt cho răng, chống sâu răng

Các hợp chất catechin trong trà xanh: catechin là một hỗn hợp dạng flavan-3-ols (chứa–CH2- tại vòng C), là một trong các nhóm của flavonoids Có 4 loại catechin tương ứng với

4 cấu trúc khác nhau: