1. Bàn luận về các kết quả nghiên cứu đã thu đƣợc
1.3. Lựa chọn đƣợc một flavonoid để nghiên cứu chiết xuất ở qui mô lớn
Trong quá trình khảo sát thành phần flavonoid của các loài Citrus, chúng tôi nhận thấy rằng có 2 citroflavonoid chính là hesperidin và naringin. Các flavonoid khác có hàm lƣợng không đáng kể, chỉ chiếm dƣới 5% hàm lƣợng citroflavonoid toàn phần. Hesperidin có hàm lƣợng cao trong vỏ cam và vỏ quýt, còn naringin có nhiều trong vỏ bƣởi. Điều trùng hợp là đây cũng là 3 loài Citrus có sản lƣợng lớn nhất trong cả nƣớc, cho nên hesperidin và naringin đƣợc xem xét là các đối tƣợng cho nghiên cứu chiết xuất để làm nguyên liệu làm thuốc phòng, chữa bệnh. Tuy nhiên, vì thời gian và kinh phí có hạn, nên chúng tôi quyết định lựa chọn một trong hai citroflavonoid, là hesperidin hoặc naringin để nghiên cứu xây dựng qui trình chiết xuất ở qui mô lớn.
Trong công trình này, chúng tôi đã khảo sát và đƣợc biết trong vỏ quả các loài Citrus có hai hoạt chất chính là hesperidin và naringin. Về chiết xuất thì chiết naringin dễ dàng hơn do naringin phân cực hơn, dễ tan trong nƣớc nóng và kết tinh dễ dàng trong trong nƣớc lạnh. Hesperidin thì ít phân cực hơn, tan tốt trong methanol, tan vừa phải trong cồn (ethanol), tan tốt trong cồn nóng, rất ít tan trong nƣớc (kể cả nƣớc nóng). Khác với naringin, hesperidin không kết tinh trong tất cả các dung môi mà nhóm nhiên cứu đã khảo sát. Nhƣ vậy, để chiết xuất naringin thì chỉ cần dùng nƣớc nóng, sau đó kết tinh dễ dàng, đều sử dụng dung môi ít độc hại. Còn chiết hesperidin thì phải sử dụng cồn hoặc methanol, và rất khó tinh chế vì khó kết tinh.
Nếu chỉ quan tâm đến hiệu suất chiết xuất, thì chắc chắn nhóm nghiên cứu đã lựa chọn naringin cho các bƣớc nghiên cứu tiếp theo. Tuy nhiên còn một vấn đề rất quan trọng mà nhóm phải nghiên cứu trƣớc khi đƣa ra lựa chọn cuối cùng, đó là tác dụng của naringin và hesperidin trong việc phòng và chống vữa xơ động mạch và các bệnh rối loạn thành mạch.
Oxy (O2) vô cùng quan trọng đối với sự sống của chúng ta. Nhƣng cũng chính oxy có thể tàn phá sự sống của chúng ta. Qúa trình oxy hóa trong cơ thể đƣợc gây ra bởi các chất đƣợc gọi là các dạng oxy hóa hoạt động (reactive oxygen species, viết tắt là ROS), gồm có các gốc tự
do (free radicals) và tiền gốc tự do [63]. Các gốc tự do là các nguyên tử hay nhóm nguyên tử có chứa electron tự do (unpared electron), vì vậy chúng có khả năng phản ứng hóa học rất cao. Khi các gốc tự do này hoạt động trong cơ thể, chúng sẽ tạo phản ứng với các phân tử trong tế bào, nhƣ lipid, protein, hay DNA. Các quá trình phản ứng này sẽ phá hủy các phân tử sinh học này, làm biến dạng và mất chức năng sinh học của chúng, do đó phá hủy tế bào sống. Quá trình phá hủy tế bào xảy ra nhiều trong cơ thể sẽ gây ra bệnh tật nhƣ đã kể ở trên [63−65]. Còn các tiền gốc tự do là các phân tử có thể dễ dàng chuyển hóa thành các gốc tự do trong cơ thể nên cũng dễ dàng cho phản ứng hóa học.
Nhiều công trình khoa học trên thế giới đã chứng minh đƣợc rằng quá trình oxy hóa trong cơ thể không kiểm soát đƣợc có thể gây ra nhiều bệnh hiểm nghèo nhƣ ung thƣ, bệnh tim mạch (đặc biệt là vữa xơ động mạch), sƣng viêm, dị ứng, tiểu đƣờng, bệnh tuổi già (lão hóa, Parkinson, Alzheimer), sƣng viêm, tiểu đƣờng [63−65]. Trong đó, bệnh tim mạch và ung thƣ hiện nay là hai bệnh gây tử vong hàng đầu trên thế giới, nhƣng vẫn chƣa có thuốc chữa trị đặc hiệu [4]. Ở bệnh tim mạch, chủ yếu là biến chứng của bệnh vữa xơ động mạch, đã và đang là mối quan tâm lớn của xã hội hiện nay [66−70]. Các nghiên cứu khoa học trong hai thập kỷ vừa qua đã chứng minh đƣợc rằng sự oxy hóa lipoprotein phân tử lƣợng thấp (low density lipoprotein, viết tắt là LDL, còn gọi là các lipoprotein xấu) là nguyên nhân quan trọng gây ra vữa xơ động mạch. Khi các LDL bị oxy hóa, làm thay đổi cấu trúc và chức năng của nó [66−70]. Do đó, các phân tử LDL bị oxy hóa trở thành các vật thể lạ đối với cơ thể và chúng bị các đại thực bào đến “nuốt” để tạo ra các tế bào mới, gọi là các “foam”. Các tế bào foam không có chức năng gì trong cơ thể, nếu có nhiều sẽ dẫn đến sự tích tụ trong các thành mạch. Sự tích tụ các foam trong thành mạch dần dần, lâu ngày sẽ làm các thành mạch bị biến dạng, thành mạch do đó bị phình to ra nên mạch máu nhỏ lại và mất đi tính đàn hồi. Cứ nhƣ vậy, dần dần các mạch máu sẽ bị mất chức năng và có thể bị ứ tắc, làm cho máu không đến đƣợc các cơ quan, gây ra nhiều bệnh tật. Đó là quá trình phát triển của bệnh vữa xơ động mạch mà xuất phát ban đầu là sự oxy hóa LDL trong các thành mạch máu [66−70].
Thật may mắn, có nhiều chất có khả năng chống lại các quá trình oxy hóa nguy hiểm này, và đƣợc gọi là các chất chống oxy hóa (antioxidants) [63, 71−73]. Ngày nay, có rất nhiều các chất chống oxy hóa đƣợc sử dụng làm thuốc để chữa những bệnh gây ra bởi quá trình oxy hóa trong cơ thể và chúng chủ yếu có nguồn gốc từ thực vật. Với lý do trên, các chất chống oxy hóa đã đƣợc sử dụng làm thuốc chống vữa xơ động mạch, chống rối loạn thành mạch, phòng ngừa các bệnh tim mạch và nhiều bệnh tật khác nữa [63], [71]. Trong thực tế thì đã có nhiều chất tự nhiên đƣợc sử dụng cho mục đích này nhƣ rutin (từ hoa hòe), hesperidin và diosmin (từ vỏ quả các loài Citrus), các flavonoid có trong cây bạch quả (Gingko biloba), các flavonoid từ chè xanh (Calmelia sinensis), các hoạt chất từ cây actisô (Cynara scolymus)…
Những thực tế trong nghiên cứu bắt buộc nhóm nghiên cứu phải cân nhắc kỹ lƣỡng việc lựa chọn hoặc hesperidin, hoặc naringin để tiếp tục nghiên cứu ở qui mô pilot. Một là chiết xuất dễ dàng hơn, sử dụng dung môi ít độc hại hơn, hiệu xuất chiết cao hơn, tiết kiệm đƣợc kinh phí và thời gian, còn một thì chiết khó khăn hơn, sử dụng dung môi là cồn sẽ đắt hơn, mất nhiều thời gian chiết hơn và tốn thêm thời gian thu hồi cồn, nhƣng hiệu quả chữa bệnh sẽ tốt hơn. Đây là một sự lựa chọn rất khó khăn của nhóm nghiên cứu. Cuối cùng chúng tôi quyết định lựa chọn hoạt chất hesperidin theo tác dụng ƣu việt của nó để tăng khả năng phòng chống bệnh tật. Ngoài ra, theo khảo sát của chúng tôi thì nguồn nguyên liệu cam, quýt lớn hơn rất
nhiều so với nguồn nguyên liệu vỏ bƣởi. Thực tế cũng cho thấy việc thu mua vỏ quýt cũng dễ dàng hơn so với vỏ cam, vỏ bƣởi. Do đó, sự lựa chọn này còn cho nguồn nguyên liệu nhiều hơn, và cũng dễ dàng thu thập đƣợc đủ số lƣợng cho sản xuất lớn [74].