Trong Carotenoid cú chứa hợp chất Lycopen màu ủỏ sỏng, hợp chất này thường cú trong một số loại rau quả như cà chua, dưa hấu... Thực vật và vi sinh vật tự tổng hợp ủược lycopen nhưng ủộng vật thỡ khụng tự tổng hợp ủược.
Bảng 2.8. Hàm lượng lycopen trong một số thực phẩm [24] Thực phẩm Dạng thực phẩm Hàm lượng lycopen (mg/100g) Nho Tớm, tươi 3,36 ổi Hồng, tươi 5,40 Nước ổi Hồng, ủó chế biến 3,34 Ketchup đó chế biến 16,60 đu ủủ đỏ, tươi 2,00 - 5,30 Sốt spaghetti đó chế biến 17,50 Cà chua đỏ, tươi 3,10 - 7,74 Cà chua đó chế biến 11,21 Nước cà chua đó chế biến 7,83 Dưa hấu đỏ, tươi 4,10
Lycopen khụng ủơn thuần chỉ là một chất màu, nú cũn là một chất chống oxy húa nhờ khả năng làm vụ hiệu cỏc gốc tự do, ủặc biệt là cỏc oxy nguyờn tử, do ủú lycopen cú tỏc dụng bảo vệ chống lại cỏc bệnh ung thư, xơ vữa ủộng mạch và cỏc bệnh liờn quan ủến ủộng mạch vành. Lycopen làm giảm sự oxy húa LDL (low density lipoprotein) và giỳp làm giảm mức cholesterol trong mỏu.
Lycopen là một tecpen ủược tập hợp từ 8 isoprene. Cụng thức phõn tử của lycopen là C40H56 và cú khối lượng phõn tử là 536,88 dalton. Nú là một chuỗi hydrocacbon mạch thẳng khụng bóo hũa chứa 11 nối ủụi liờn hợp và 2 nối ủụi khụng liờn hợp. Khỏc với cỏc carotenoid khỏc, hai vũng C ở hai ủầu mạch của lycopen khụng kớn. Cụng thức cấu trỳc phõn tử của lycopen ủược thể hiện ở hỡnh 2.3.
Hỡnh 2.3. Cụng thức cấu tạo của lycopen
Lycopen ở dạng ủồng phõn all-trans là dạng ủồng phõn hỡnh học chiếm ưu thế hơn trong thực vật. đồng phõn dạng cis của lycopen cũng ủược tỡm thấy trong tự nhiờn, bao gồm dạng ủồng phõn 5-cis, 9-cis, 13-cis và 15-cis. Lycopen cú trong huyết thanh người là hỗn hợp của gần 50% lycopen dạng cis và 50% dạng all-trans. Lycopen trong cỏc thực phẩm chế biến chủ yếu ở dạng ủồng phõn cis [16].
Lycopen là một chất hũa tan trong chất bộo và khụng hũa tan trong nước. Lycopen ủược biết nhiều như một chất chống oxy húa, cả hai cơ chế oxy húa và khụng oxy húa ủều liờn quan ủến hoạt tớnh bảo vệ sinh học của nú.
Do cấu trỳc của lycopen thiếu vũng β-ionone nờn nú khụng thể tạo nờn vitamin A và tỏc dụng sinh học của nú trong cơ thể người cú cơ chế khỏc với vitamin A. Do vậy, khỏc với β-caroten, lycopen khụng cú hoạt tớnh của vitamin A, nú khụng phải là tiền tố của vitamin A.
Với cụng thức cấu tạo của lycopen cho phộp nú vụ hoạt cỏc gốc tự do. Do cỏc gốc tự do là cỏc phõn tử khụng cõn bằng ủiện húa học, chỳng cú khả năng phản ứng cao với cỏc thành phần tế bào và gõy ra sự phỏ hủy thường xuyờn. Cỏc oxy nguyờn tử là dạng hoạt ủộng nhất. Cỏc chất húa học khụng tốt này ủược tạo nờn trong tự nhiờn như là sản phẩm phụ của quỏ trỡnh oxy húa trao ủổi chất của cỏc tế bào. Cỏc nghiờn cứu thực nghiệm cho thấy lycopen cú hoạt tớnh chống oxy húa cao nhất trong số cỏc carotenoid.
Lycopen cú khả năng ngăn chặn oxy nguyờn tử, ỘbẫyỢ gốc tự do peroxyl, ức chế oxy húa DNA, ức chế peroxyt húa lipid và trong một vài nghiờn cứu cho thấy lycopen cú khả năng ức chế oxy húa cỏc lipoprotein cú tỷ trọng thấp. Khả năng dập tắt cỏc oxy nguyờn tử của lycopen cao gấp 2 lần so với β-caroten và cao hơn gấp 10 lần so với α-tocopherol [17]. Bảng 2.9 cho thấy hệ số chống oxy húa của một số carotenoid.
Bảng 2.9. Hệ số chống oxy húa của một số carotenoid [17]
Carotenoid Hệ số chống oxy húa
Lycopen 31 γ-caroten 25 Astaxanthin 24 Canthaxanthin 21 α-caroten 19 β-caroten 14 Zeaxanthin 10 Lutein 8
Do lycopen cú chuỗi nối ủụi liờn hợp, chỳng cú khả năng ủặc biệt ngăn chặn cỏc gốc tự do, trong ủú cú oxy nguyờn tử. Oxy nguyờn tử là gốc tự do cú hoạt tớnh cao ủược tạo thành trong quỏ trỡnh chuyển húa, chỳng phản ứng với cỏc axit bộo khụng no, là thành phần chớnh của màng tế bào. Do ủú, lycopen cú trong màng tế bào ủúng vai trũ quan trọng trong việc ngăn ngừa tỏc hại của việc oxy húa màng lipid, vỡ vậy ảnh hưởng ủến ủộ dày, ủộ bền của màng. Màng tế bào là "người gỏc cổng" cho tế bào, nú cho phộp cỏc chất dinh dưỡng ủi vào và ngăn ngừa khụng cho cỏc chất ủộc ủi vào tế bào. Vỡ vậy, việc duy trỡ sự nguyờn vẹn của màng tế bào là yếu tố then chốt trong việc phũng ngừa bệnh tật.
Lycopen là loại carotenoid phổ biến nhất trong cơ thể người. Bảng 2.10 thể hiện hàm lượng lycopen trong một số bộ phận của cơ thể người.
Bảng 2.10. Hàm lượng lycopen trong một số bộ phận của cơ thể người [27]
Cơ quan Lycopen (nmol/g)
Tinh hoàn 4,34 - 21,36 Thượng thận 1,90 - 21,60 Gan 1,28 - 5,72 Tiền liệt 0,80 Vỳ 0,78 Tụy 0,7 Da 0,42 đại tràng 0,31 Buồng trứng 0,30 Phổi 0,22 - 0,57 Thận 0,15 - 0,62 Dạ dày 0,2
Lycopen cũng như cỏc carotenoid chủ yếu ủược cỏc LDL mang trong huyết thanh nờn chỳng cú vai trũ bảo vệ LDL khụng bị oxy húa. Lycopen ủúng vai trũ quan trọng trong việc ngăn ngừa bệnh tim mạch do nú ngăn chặn cỏc
gốc tự do phỏ hủy LDL cholesterol. Cholesterol bị oxy húa bởi cỏc gốc tự do và lắng lại thành cỏc mảng cứng và làm hẹp ủộng mạch. Với hoạt tớnh chống oxy húa mạnh, lycopen cú thể ngăn ngừa LDL cholesterol khỏi bị oxy húa.
Cỏc nghiờn cứu dịch tễ học gần ủõy cho thấy mối liờn quan giữa việc giảm nguy cơ bệnh tim mạch với chế ủộăn giàu lycopen. Việc giảm nguy cơ này chủ yếu là do tớnh chất chống oxy húa của lycopen. LDL chứa cỏc axit bộo khụng no và cú thể bị oxy húa bởi cỏc gốc tự do và tỏc nhõn peroxyt húa. Lycopen chủ yếu gắn vào LDL trong huyết thanh, nú cú thể bảo vệ chống lại chứng xơ vữa ủộng mạch thụng qua việc ức chế peroxyt húa lipid.
Trong cỏc nghiờn cứu dịch tễ và thực nghiệm cho thấy lycopen bảo vệ chống lại tỏc hại của oxy húa lipid và gúp phần giảm nguy cơ cỏc bệnh mạn tớnh. Người ta cũng quan sỏt thấy cú sự giảm ủỏng kể oxy húa lipid mỏu và DNA.
Trong nghiờn cứu của cỏc tỏc giả Nhật bản khi bổ sung lycopen với hàm lượng 15 và 45mg/ngày từ nước quả cà chua ủó nhận thấy giảm sự peroxyt húa lipid [23]. Tuy nhiờn, trong một nghiờn cứu gần ủõy của Rao và cộng sự với mức lycopen ăn vào thấp (từ 5,10 ủến 20 mg/ngày) cũng cho thấy mức lycopen huyết thanh tăng ủỏng kể từ 92% lờn ủến 216% và giảm peroxyt húa lipid trung bỡnh 10% [28].
Hỡnh 2.4. Hiệu quả của việc ăn cà chua dạng ketchup và Lyc-O-Mato trong 2 tuần so với mức lycopen trong huyết thanh [28].
M ứ c ly co pe n hu y ế t t ha nh (n M )
Mức lycopen trong chế độ ăn (mg/ngày)
Dựa vào kết quả nghiờn cứu trờn người ta ủưa ra khuyến nghị mức lycopen ăn vào mỗi ngày từ 5 - 10mg là ủủ ủể duy trỡ mức lycopen huyết thanh và giảm peroxyt húa lipid [29].
Lycopen ức chế sự phỏt triển của nhiều dũng tế bào ung thư như cỏc ung thư tuyến tiền liệt, vỳ, buồng trứng, cổ tử cung, thực quản, dạ dày, ủại tràng... Nhiều nghiờn cứu cho thấy mối liờn quan giữa việc ăn nhiều lycopen với việc giảm nguy cơ ung thư ở một số cơ quan, ủặc biệt là ung thư tuyến tiền liệt [19]. Lycopen là một cấu tử khụng thể thiếu trong hệ thống miễn dịch. Cỏc tế bào miễn dịch rất nhạy với cỏc gốc tự do. Khi cú mặt của cỏc gốc tự do, cỏc tế bào miễn dịch sẽ tập trung lại và nhờ lycopen ngăn chặn sự hoạt ủộng của cỏc gốc tự do. Lycopen cũng làm tăng hoạt ủộng của cỏc tế bào miễn dịch. Sự thiếu hụt lycopen sẽ làm giảm hiệu quả của hệ thống miễn dịch và kết quả là cỏc bệnh nhiễm trựng sẽ phỏt triển.
Như vậy, lycopen là một chất chống oxy húa tự nhiờn rất cần thiết cho tế bào sống, ủảm bảo tớnh bền chắc của màng tế bào, ngăn cản cỏc tỏc nhõn oxy húa ủộc do ủược tạo ra trong quỏ trỡnh trao ủổi chất, ủặc biệt nú ủó giỳp cho cơ thể ngăn ngừa và chữa trị cỏc bệnh mạn tớnh khụng lõy như tim mạch, ung thư, cỏc bệnh liờn quan ủến tuổi già.