Bài viết này tiến hành tìm hiểu về axit béo omega-3; nguồn thu nhận omega-3; sản xuất omega-3 trong công nghệ sinh học ứng dụng cho chế tạo các loại thuốc phục vụ cho ngành y tế Việt Nam hiện nay.
NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT OMEGA-3 n Nguyễn Dương Tuệ Axit béo omega-3 gì? Omega-3 loại axit béo thiết yếu bao gồm Axit eicosapentaenoic (EPA), Axit docosahexaenoic (DHA), Docosapentaenoic (DPA, axit clupanodonic) cần thiết cho trao đổi chất thể, giúp chống lại bệnh tật Cơ thể khơng tự tổng hợp omega-3, phải bổ sung loại thức ăn ngày Có thể nói omega-3 loại axit béo khơng no kỳ diệu có nhiều tác dụng tích cực với thể - Giảm trầm cảm sau sinh: Lượng omega3 phụ nữ mang thai thường giảm xuống axit thiết yếu chuyển từ mẹ sang thai nhi trước sinh để giúp em bé phát triển Sau sinh, người mẹ lại cho bú, lần chuyển omega-3 cho em bé làm cạn kiệt nguồn cung người mẹ Kết nghiên cứu cho thấy, phụ nữ sau sinh tự bảo vệ khỏi chứng trầm cảm cách bổ sung hàm lượng axit omega-3 lên đến bình thường - Giảm q trình ung thư vú: omega-3 chống lại tất loại tế bào ung thư, chúng đặc biệt hiệu gấp ba lần tế bào ung thư vú - Đối với phụ nữ mang thai, việc hấp thu omega-3 tất yếu thai kỳ để trì cân hormone gọi prostaglandin, giúp điều chỉnh nhiều chức thể chất quan trọng bao gồm huyết áp, lưu chuyển máu, truyền dẫn hệ thần kinh, kháng viêm, dị ứng, chức thận, hệ thống tiêu hoá với chức quan trọng khác thể - Ngăn ngừa ung thư da: nhà khoa học Anh đưa kết sau nghiên cứu cho thấy omega-3 làm tăng khả SỐ 8/2015 chống tác động tia tử ngoại (UV) từ ánh sáng mặt trời da Họ phát rằng, người tiêu thụ liều dầu cá có omega-3 thường xuyên tăng khả miễn dịch với tác động có hại tia UV sau tiếp xúc với ánh nắng mặt trời từ 8-15 phút - Chống lại bệnh Alzhemer chống thị lực: Một nghiên cứu từ Đại học California, Los Angeles cho thấy omega-3 giúp làm mảng amyloid não Một nghiên cứu năm 2012 động vật (chuột) đăng Tạp chí Investigative Ophthalmology & Visual Science cho thấy, axit béo omega-3 DHA (docosahexaenoic acid) ngăn ngừa thị lực tuổi tác Nguồn thu nhận omega-3 Những loại thực phẩm chứa nhiều axit béo omega-3 gan dầu mỡ cá hồi, gan cá tuyết Đây loại thực phẩm bổ dưỡng quan trọng người ta cho dạng thực phẩm chức Ngồi ra, omega-3 có dầu hạt Macadamia thuộc họ Proteaceae (ở Australia), hắc mai biển (Sea-buckthorn-Hippophae salicifolia) - loại bụi, họ Elaeagnaceae núi Himalayas, dầu vừng, lạc Mọi người biết rằng, dầu cá omega-3 lựa chọn sáng suốt giúp tăng cường phát triển trí não trẻ, giúp trẻ thông minh hơn, tư sáng tạo hơn, nhờ Tạp chí KH-CN Nghệ An [19] NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI học tập tốt Với áp lực học tập ngày tăng ngày nay, không bổ sung đầy đủ dưỡng chất cho trẻ nguy trẻ thiếu hụt dưỡng chất quan trọng, có omega-3 cao, ảnh hưởng lớn đến kết học tập Nếu trẻ có biểu như: học hành tiếp thu, dễ bị cận thị, thể chất suy yếu nên cân nhắc bổ sung thêm dưỡng chất omega cho trẻ Nhu cầu sử dụng omega-3 người lớn tìm kiếm cá hồi, cá tuyết xứ lạnh hay Macadamia, Hippophae salicifolia để sản xuất khơng khả thi Bởi thế, người phải sản xuất omega-3 đường công nghệ sinh học Sản xuất omega-3 công nghệ sinh học 3.1 Công nghệ nuôi cấy vi tảo Việc nuôi cấy vi tảo với chủng chọn lọc có hàm lượng omega-3 triển khai, dễ thực có hiệu cao Sinh khối vi tảo lựa chọn cho omega-3 cao mà cịn có hàm lượng protein cao nên nhiều nước dùng sản xuất thức ăn cho chăn ni thủy sản [2] Ở Tây Ban Nha có hợp tác nhà nghiên cứu sản xuất omega-3, từ hai loài vi tảo Tập đoàn bao gồm nhà khoa học từ Trung tâm Công nghệ Ainia Iberdrola Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Sinh học tảo Instituto de la Grasa Hội đồng Điều tra Quốc gia, Khoa học Nghiên cứu (CSIC) Họ tin bước đột phá, liên quan đến việc giải trở ngại để sản xuất cơng nghiệp tiếp thị sản phẩm có nguồn gốc từ vi tảo Trong nghiên cứu, nhóm SỐ 8/2015 nhà khoa học sử dụng tảo Nannocloropsis gaditana Scenedesmus sp Sinh khối Nannocloropsis gaditana có lượng chất béo đặc biệt giàu omega-3, axit eicosapentaenoic (EPA) Trong đó, thành phần acid béo Scenedesmus sp có nhiều omega-9 [3] Việc sử dụng vi tảo tảo lục lợi có cường độ quang hợp cao, đường hứa hẹn để giảm bớt hiệu ứng nhà kính [3] Sử dụng nguồn carbon tập trung khí thải cơng nghiệp đặc biệt sử dụng nước thải để nuôi cấy vi tảo cách làm hiệu để đạt hai mục tiêu: cố định CO2 xử lý nước thải [5] Nannochloropsis vi tảo có đường kính khoảng 2-3 micromet gồm loài Các loài biết đến có nước nước lợ, chủ yếu từ mơi trường biển Các lồi tảo chi Nannochloropsis có chlorophyll a (khơng có chlorophyll b c) có hàm lượng cao loạt sắc tố astaxanthin, zeaxanthin, canthaxanthin cần thiết cho quang hợp [6] Ở thời điểm tại, sử dụng chủ yếu nguồn thực phẩm giàu lượng cho ấu trùng cá luân trùng Song Nannochloropsis coi loại tảo đầy hứa hẹn cho ứng dụng cơng nghiệp có khả tích lũy hàm lượng cao axit béo khơng bão hịa đa Hơn nữa, Nannochloropsis thực transfectable có chứng cho thấy số chủng có khả để thực tái tổ hợp tương đồng [1] 3.2 Công nghệ ADN tái tổ hợp Nhà nghiên cứu Johnathan Napier đồng nghiệp Viện nghiên cứu Rothamsted Harpenden (Anh) tìm nguồn cung cấp EPA DHA bền vững khác Người ta tách gen từ hệ enzim điều hòa tổng hợp omega3 cá hồi, ghép vào Ti-plassmid vi khuẩn Agrotobacter vinelandii để tạo Plassmid lai (Hybrid plasmid) chứa ADN tái tổ hợp (rADN) Hybrid plasmid vector đưa vào tế bào thực vật Camelina loài hoang dại họ cải - Brassicaceae Các loài Camelina có nguồn gốc từ Địa Trung Hải khu vực châu Âu châu Á Hầu hết Tạp chí KH-CN Nghệ An [20] NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI loài chi nghiên cứu ít, ngoại trừ Camelina sativa, lịch sử trồng làm lấy dầu Heinrich Johann Nepomuk von Crantz nhà Thực vật học sử dụng chi Camelina phân loại vào năm 1762 Trình tự gen Camelina nghiên cứu đầy đủ nhóm khoa học gia Canada cơng bố vào ngày 01/8/2013, sau cơng bố chi tiết Tạp chí khoa học Nature Communications (23/4/2014) Các nhà khoa học nghiên cứu Viện Rothamsted Anh phát triển biến đổi gen Camelina sativa để tích lũy mức độ cao dầu cá omega-3 EPA DHA hạt Họ biến Camelina trở thành “nhà máy” cung cấp nguồn dầu cá omega-3 bền vững đầy tiềm có lợi cho sức khỏe người môi trường Ti-plasmid mang gen gắn vào nhiễm sắc thể tế bào thực vật Qua nuôi cấy tế bào Camelina mang vector chứa rADN sinh trưởng, phát triển thành vô số mang gen Việc sử dụng Camelina hoang dại khơn ngoan Tài liệu tham khảo lồi hoang dại nên khơng dễ sống, dễ sinh trưởng, phát triển, có khả chống chịu cao nắng hạn, mưa lũ, sâu bệnh, chăm sóc, phun thuốc trừ sâu bệnh, thuốc trừ cỏ, mà cịn có khả nhân lên nhiều, qua gieo hạt hàng năm Bằng cách Camelina sản xuất omega-3 nhờ biểu gen Sau thu hoạch này, tách chiết omega-3 với khối lượng lớn Những hạt giống sau biến đổi gene cung cấp lượng dầu tinh khiết chứa khoảng 12% EPA 14% DHA - tỷ lệ tương tự dầu cá Nhà nghiên cứu Johnathan Napier chia sẻ việc diễn suôn sẻ, dầu thực vật cung cấp khối lượng đủ để thương mại 10 năm Dù khó thay sản lượng dầu thu từ triệu cá đánh bắt năm biển đủ cung cấp 10% số lượng dầu Điều giảm áp lực đáng kể việc đánh bắt cá [7]./ AlgaeIndustry Magazine.com, May 24, 2013, Spanish researchers extracting Omega-3, and Bucolo C, Caraci F, Drago F, Galvano F, Grosso G, Malaguarnera M, Maryentano S (2014), "Omega-3 fatty acids and depression: Scientific evidence and biological mechanisms" 3, Cederholm T, Palmblad J (March 2010), "Are omega-3 fatty acids options for prevention and treatment of cognitive decline and dementia?" Lgado-Lista J, Per-ez-Martinez P, Lopez-Miranda J, Perez-Jimenez F (June 2012), "Long chain omega-3 fatty acids and cardiovascular disease: a systematic review" Richardson AJ (2006), "Omega-3 fatty acids in ADHD and related neurodevelopmental disorders" Scorletti E, Byrne CD (2013), "Omega-3 fatty acids, hepatic lipid metabolism, and nonalcoholic fatty liver disease", Annual review of nutrition 33 Wall R, Ross RP, Fitzgerald GF, Stanton C (2010), "Fatty acids from fish: the anti-inflammatory potential of longchain omega-3 fatty acids" SỐ 8/2015 Tạp chí KH-CN Nghệ An [21] ... Macadamia, Hippophae salicifolia để sản xuất không khả thi Bởi thế, người phải sản xuất omega-3 đường công nghệ sinh học Sản xuất omega-3 công nghệ sinh học 3.1 Công nghệ nuôi cấy vi tảo Việc nuôi... Nha có hợp tác nhà nghiên cứu sản xuất omega-3, từ hai loài vi tảo Tập đoàn bao gồm nhà khoa học từ Trung tâm Công nghệ Ainia Iberdrola Kỹ thuật Xây dựng, Công nghệ Sinh học tảo Instituto de... hàm lượng omega-3 triển khai, dễ thực có hiệu cao Sinh khối vi tảo lựa chọn cho omega-3 cao mà cịn có hàm lượng protein cao nên nhiều nước dùng sản xuất thức ăn cho chăn nuôi thủy sản [2] Ở Tây