Mở đầu chuyên ngành công nghệ sinh học – Đại học Bách Khoa TP.HCM năm 2014), nhằm làm tăng tính ổn định của hệ thống nuôi cấy cho việc thu nhận sinh khối và hợp chất glucosinolate, tạo tiền đề cho việc mở rộng nghiên cứu trên quy mô lớn hơn. Mục tiêu nghiên cứu Nâng cao khả năng thu nhận sinh khối và hàm lượng glucosinolate từ rễ bất định bông cải xanh Brassica oleracea L. italica in vitro. Nội dung nghiên cứu - Khảo sát ảnh hưởng của nguồn carbon (saccharose, glucose, fructose) lên sự tăng sinh và tổng hợp glucosinolate của rễ bất định.
- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ khoáng đa lượng lên sự tăng sinh và tổng hợp glucosinolate của rễ bất định. - Khảo sát ảnh hưởng của hỗn hợp amino acid (casein hydrolysate) lên sự tăng sinh và tổng hợp glucosinolate của rễ bất định. - Khảo sát ảnh hưởng của tác nhân cảm ứng (D-mannitol, sorbitol) lên sự tăng sinh và tổng hợp glucosinolate của rễ bất định. 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU Chương 2.
Tổng quan tài liệu CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Bông cải xanh Brassica oleracea L. Phân loại Giới: Plantae (Thực vật) Ngành: Magnoliophyta (Hạt kín) Lớp: Magnoliopsida (Hai lá mầm) Bộ: Brassicales (Cải) Họ: Brassicaceae (Cải) hay Cruciferae (Thập tự) Chi: Brassica Loài: B.
italica Tên khoa học: Brassica oleracea L. Nguồn gốc và phân bố Bông cải xanh (Broccoli) và một số loài họ cải khác như bắp cải, cải xoăn, súp lơ, su hào và cải Brussel đều bắt nguồn từ loài Brassica oleracea hoang dại. Thuật ngữ “broccoli” có nguồn gốc từ Ý, xuất phát từ thuật ngữ “brachium” có nghĩa là “cánh tay / nhánh (arm/branch)” (Boswell 1949, Gómez-Campo 1999). Dựa trên các nghiên cứu về tính đa dạng di truyền, Gómez-Campo (1999) cho rằng loài Brassica oleracea có nguồn gốc từ đảo Sicily (ở Ý).
Bông cải xanh được mô tả lần đầu trong quyển “Historia Generalis Plantarum” của Dalechamp vào năm 1587, nhưng được cho là đã có nguồn gốc từ 400 – 600 năm trước Công Nguyên (Boswell 1949, Gómez-Campo 1999). Một số tài liệu khác lại cho là nó chỉ mới xuất hiện vào thế kỷ XVII (Wien & Wurr 1997). Năm 1806, những người Ý nhập cư đã mang nó đến Bắc Hoa Kỳ, và mãi đến 1920, nó mới thực sự phổ biến ở đây. Và cũng từ đây, bông cải xanh bắt đầu phát triển khắp nơi trên thế giới.
Tổng quan tài liệu a b c d e f g Hình 2. Một số họ cải có nguồn gốc từ B.oleracea hoang dại.oleracea hoang dại; b. Bông cải xanh; e. Súp lơ [83] Theo dữ liệu của FAO tháng 6 / 2008, Trung Quốc là quốc gia sản xuất bông cải xanh nhiều nhất (hơn 8 triệu tấn / năm), cùng với Ấn Độ (hơn 5 triệu tấn / năm), chiếm 3/5 sản lượng của thế giới.
Ngoài ra, Mỹ khoảng 1 triệu tấn / năm, Tây Ban Nha và Ý khoảng 400.000 tấn / năm, Pháp và Mexico khoảng 300. Mô tả a b c Hình 2. Một số bộ phận bông cải xanh a. Bông cải xanh; b.
Hoa bông cải xanh; c. Lá bông cải xanh [84,85] Bông cải xanh thuộc nhóm cây thân thảo, cây trưởng thành cao khoảng 80 cm và khi nở hoa khoảng 150 cm. Thân thẳng không phân nhánh, hệ rễ phân nhánh rất mạnh. Tổng quan tài liệu Lá mọc so le, không có lá kèm, cuốn ngắn, hình trứng đến thuôn dài, kích thước khoảng 80 x 40 cm, được phủ một lớp sáp, màu xanh lá với gân lá trắng.
Cụm hoa có dạng hình chùy, màu xanh đến tím. Hoa lưỡng tính, đài hoa hình chữ nhật, dài 1 cm, thẳng đứng, cánh hoa hình trứng ngược, dài 1,5 – 2,5 cm, có móc, màu vàng đến vàng sáng hay hơi trắng, 6 nhị, bầu nhụy cao hình trụ. Trái thon dài, dạng búp măng thuôn nhỏ, chứa khoảng 30 hạt. Hạt hình cầu, đường kính 2 – 4 mm, màu nâu.
Hạt nảy mầm trên mặt đất với một rễ chính và nhiều rễ phụ; trụ dưới lá mầm dài 3 – 5 cm, không có trụ trên lá mầm; lá mầm với cuống dài 1 – 2 cm, phiến lá hình tim, dài 1 – 1,5 cm. Thành phần dinh dưỡng và công dụng của bông cải xanh Bông cải xanh có thành phần dinh dưỡng cao: hàm lượng calori thấp, giàu xơ, magie, kali, folic acid, vitamin E, C và A (dạng β-carotene), vitamin B6, B9, chất chống oxi hóa và nhiều thành phần ngăn ngừa ung thư như glucosinolate. Quỹ Nghiên Cứu Ung Thư Thế Giới WCRF đã kết luận bữa ăn giàu các loại rau họ cải rất có ý nghĩa trong việc bảo vệ con người trong việc chống ung thư ruột kết, trực tràng và tuyến giáp. Những nghiên cứu y học từ những năm 1960 cho thấy các sản phẩm thủy phân của glucosinolate (isothiocyanate và indole) phát huy hoạt tính kháng ung thư.
Trong khoảng 35 năm trở lại đây, có nhiều bằng chứng về dịch tễ học liên quan đến hoạt tính kháng ung thư của bông cải xanh đã tạo tiền đề vững chắc cho các nghiên cứu sâu hơn, đặc biệt là trên ung thư trực tràng / đại tràng và tuyến tiền liệt [63]. Trong cơ thể, glucosinolate được chuyển hóa thành indole glucosinolate (isothiocyanate), thành phần giúp điều hòa estrogen và ngăn ngừa một số bệnh ung thư như ung thư vú, phổi, dạ dày, ruột kết, trực tràng và tuyến tiền liệt (Cohen và cộng sự, 2000; Fowke & cộng sự, 2003; M. Farnham, 2004; R Thomas & cộng sự, 2014). Các flavonoid có trong bông cải xanh cũng có thể ngăn ngừa sự phát triển của tế bào ung thư, chlorophyll ngăn ngừa ung thư và bảo vệ DNA, β-carotene có thể làm giảm nguy cơ ung thư và các bệnh về tim mạch (Seljåsen 2002).
Tổng quan tài liệu Bảng 2. Giá trị dinh dưỡng của 100 g bông cải xanh (Nguồn: Tạp chí online “Thế giới thực vật”) Thành phần Dạng thô Dạng nấu chính, không muối Nước (g) 89,3 88,9 Calori (kcal) 34 36 Chất béo (g) 0,4 0,5 Protein (g) 2,8 2,6 Carbohydrate (g) 6,6 7,1 Xơ (g) 2,6 2,6 Kali (g) 0,3 0,3 Phospho (mg) 66 56 Sắt (mg) 0,7 1,2 Natri (mg) 33 21 Magie (mg) 21 20 Calcium (mg) 47 36 Vitamin C (mg) 89 62 Vitamin A (UI) 623 775 Vitamin E (mg) 0,8 0,4 Folic acid (mg) 63 60 Thiamin (mg) 0,1 0,1 Riboflavin (mg) 0,1 0,1 Niacin (mg) 0,6 0,6 Pantothenic acid (mg) 0,6 0,3 Pyridoxine (mg) 0,2 0.2 Đồng (mg) 0,1 0,1 Kẽm (mg) 0,4 0,3 Magie (mg) 0,2 0,2 6 Chương 2. Tổng quan tài liệu Ngoài ra, folate (chuyển hóa từ folic acid) có vai trò quan trọng cho cơ thể như ngăn ngừa dị tật bào thai, giúp hấp thu sắt, ngừa bệnh tim (Mukherjee & cộng sự, 2008 ) và duy trì tinh thần tốt. Ăn bông cải xanh giúp giải quyết các vấn đề về đầy hơi và khó tiêu, mất ngủ, thư giãn cơ, điều hòa nhịp tim, kháng khuẩn và virus, ngăn ngừa loãng xương, giải độc cho cơ thể.
Sử dụng thường xuyên bông cải xanh giúp ngăn ngừa khô da, trị mụn, chống nhăn da, rụng tóc, điều trị táo bón và giảm cân (M. Ăn bông cải xanh tươi hay hấp được khuyến cáo là tốt hơn dạng nấu chín vì giữ được các thành phần trong nó. Abu Afzal Mohammad Shakar và cộng sự (2012) khi nghiên cứu dịch chiết lá bông cải xanh còn phát hiện khả năng chống tiêu chảy và lợi tiểu. Ngoài ra, hai loại glucosinolate là glucoraphasatin & glucoraphanin ở bông cải xanh còn có khả năng ngăn ngừa cholesterol trong gan, có tác dụng ngăn cản sự hình thành sỏi cholesterol [38].
Tuy nhiên, vật nuôi khi tiêu thụ quá nhiều glucosinolate sẽ bị ngộ độc (Fenwick và cộng sự, 1983; Griffiths và cộng sự, 1998; Laurberg và cộng sự, 2002). Điều này là do sự hiện diện của progoitrin phân hủy cho sản phẩm goitrogenic (Griffiths và cộng sự, 1998). Hiện vẫn chưa có bằng chứng nào chứng tỏ goitrogenic có ảnh hưởng lên người (Mithen, 2001) [10, 41]. Sản phẩm thương mại từ bông cải xanh Hiện tại trên thị trường đã xuất hiện một số sản phẩm từ bông cải xanh dưới dạng thực phẩm chức năng, tác dụng chống oxy hoá, ngăn ngừa ung thư và tăng cường hệ thống phòng thủ của cơ thể chống lại các chất gây ung thư.
Tiêu biểu là các sản phẩm “Brassica Protection Products LLC” từ nhóm nghiên cứu thuộc đại học y khoa Johns Hopkins. Các sản phẩm mà họ đã đưa ra thị trường là: Brocco Sprouts và Brassica Tea. - Brocco Sprouts: 100% mầm bông cải xanh. Các nhà sản xuất đảm bảo mức độ phù hợp của sulforaphane sẽ được phóng thích mỗi khi ăn sản phẩm.
Sản phẩm có chức năng chống oxy hóa và loại bỏ các gốc tự do khỏi cơ thể. Tổng quan tài liệu - Brassica Tea: là loại trà xanh và đen từ lá trà Sencha tự nhiên của Trung Quốc. Sản phẩm được đóng gói dạng túi lọc và mỗi túi chứa 15mg sulforaphane từ bông cải xanh. Uống trà giúp tăng khả năng kích hoạt hệ thống phòng vệ chống oxy hóa tự nhiên của cơ thể.
Sản phẩm thương mại từ bông cải xanh a. Sản phẩm BroccoSprouts; b. Sản phẩm Brassica Tea [87] 8 Chương 2. Tổng quan tài liệu Bảng 2.
Một số sản phẩm thương mại khác từ bông cải xanh [91, 92, 93, 94, 95] Xymogen's Oncoplex Broccoli Glucosinolate BroccoSinolate™ SGS Kapseln Broccoli Extract 600mg glucosinolate / 100 mg glucoraphanin / 30mg glucosinolate / viên viên viên BrocColinate Broccoli Sulforaphane Glucosinolate 300 mg 60 mg Sulforaphane & 6mg 300 mg Sulforaphane / viên (750g bông Glucosinolate / viên cải xanh thô) 2. Hợp chất glucosinolate 2. Đặc điểm và phân bố glucosinolate trong thực vật Glucosinolate là một β-thioglucoside N-hydroxysulphate, sản phẩm trao đổi chất bậc hai ở thực vật, đặc biệt là ở các loài thuộc họ cải (Brassicaceae), họ Bạch hoa 9 Chương 2. Tổng quan tài liệu (Capparaceae), họ Chùm ngây (Moringaceae), họ cỏ Mộc tê (Resedaceae).
Cấu trúc gồm nhân chứa nhóm β-D-thioglucose liên kết với một nửa aldoxime đã sulfonate hóa và một chuỗi bên khác nhau ở thành phần các amino acid. Glucosinolate được phân chia thành ba nhóm dựa trên đặc điểm của các amino acid tiền chất: glucosinolate béo (từ methionine, isoleucine, leucine hay valine), glucosinolate thơm (từ phenylalanine hay tyrosine) và glucosinolate indole (từ tryptophan). Có khoảng hơn 130 glucosinolate đã được xác định. Sự hiện diện của chúng cũng khác nhau giữa các loài và giữa các bộ phận khác nhau trong cùng một loài, cao nhất là trong hạt, trừ indol-3-ylmethyl và N- methoxyindol-3-ylmethyl (Tookey và cộng sự, 1980) [39].
Cấu trúc tổng quát của glucosinolate [39] Bảng 2.
