Nghiên Cứu Glucosinolate Trong Cải Xoong: Tính Chất, Ứng Dụng Và Quy Trình Chiết Xuất

Nghiên Cứu Về Glucosinolate Trong Cải Xoong: Tính Chất, Ứng Dụng Và Quy Trình Chiết Xuất

• Tác giả: Trần Thị Phượng
• Người hướng dẫn: ThS. Trần Hoàng Quyên
• Trường học: Viện Đại Học Mở Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học
• Đề tài: Nghiên Cứu Glucosinolate Trong Cải Xoong: Tính Chất, Ứng Dụng Và Quy Trình Chiết Xuất
• Loại tài liệu: Luận Văn Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về Glucosinolate
• 1.2. Định nghĩa và cấu trúc
• 1.3. Sinh tổng hợp glucosinolate
• 1.4. Kéo dài chuỗi acid amin. Phát triển cấu trúc chính. Biến đổi mạch bên hoàn tất quá trình sinh tổng hợp
• 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp glucosinolate
• 1.6. Thủy phân glucosinolate
• 1.7. Tính chất chức năng của Glucosinolate
• 1.8. Nguồn cung cấp glucosinolate
• 1.9. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng của GLC trên thế giới và Việt Nam
• 1.10. Tình hình nghiên cứu ứng dụng của GLC trên thế giới
• 1.11. Tình hình nghiên cứu ứng dụng GLC ở Việt Nam
• 2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên vật liệu
• 2.2. Dụng cụ và hóa chất
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp phân tích hàm lượng chất hòa tan. Phương pháp dùng chiết quang kế
• 2.5. Phương pháp Lane-Eynon
• 2.6. Phương pháp xác định hàm ẩm. Phương pháp phân tích axit tổng số. Phương pháp phân tích axit ascorbic. Phương pháp phân tích glucosinolate. Phương pháp phân tích hàm lượng isothiocyanate tổng số
• 2.7. Nghiên cứu lựa chọn phương pháp trích ly GLC từ cải xoong
• 2.8. Nghiên cứu lựa chọn loại dung môi phù hợp
• 2.9. Nghiên cứu xác định nồng độ của loại dung môi phù hợp
• 2.10. Nghiên cứu xác định tỷ lệ khối lượng nguyên liệu/ thể tích dung môi
• 2.11. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến khả năng trích ly GLC nguyên liệu
• 2.12. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng trích ly GLC nguyên liệu
• 2.13. Nghiên cứu xác định ảnh hưởng của tốc độ lắc đến khả năng trích ly GLC
• 2.14. Nghiên cứu xác định thời gian trích ly GLC
• 2.15. Quy trình công nghệ đề xuất
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Khảo sát một số thành phần cơ bản của cải xoong. Khảo sát điều kiện trích ly thu hồi GLC
• 3.2. Khảo sát lựa chọn dung môi trích ly
• 3.3. Khảo sát lựa chọn tỷ lệ nguyên liệu:dung môi
• 3.4. Khảo sát lựa chọn nồng độ dung môi trích ly
• 3.5. Khảo sát lựa chọn pH trích ly
• 3.6. Khảo sát lựa chọn nhiệt độ trích ly
• 3.7. Khảo sát tốc độ lắc khi trích ly
• 3.8. Khảo sát thời gian trích ly
• 3.9. Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm giàu glucosinolate từ cải xoong tươi
• 3.10. Quy trình sản xuất thực nghiệm
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Glucosinolate Trong Cải Xoong Giới Thiệu

Glucosinolate (GLC) là hợp chất hữu cơ tự nhiên chứa lưu huỳnh và nitơ, có nguồn gốc từ acid amin. Chúng có mặt trong hơn 500 loài, 16 họ thực vật, đặc biệt là họ cải Brassicaceae, trong đó có cải xoong. Glucosinolate là este của alkyl-N-hydroximine alkyl sulfate liên kết với nhóm β-D- Thiogalactopyranoside và nhóm phụ R (có nguồn gốc từ acid amin). Có hơn 120 loại glucosinolate được tìm thấy trong tự nhiên. Dựa vào cấu trúc của gốc R, glucosinolate được chia thành một số nhóm chính: Aliphatic, Aromatic, Indole. Ở điều kiện thường, glucosinolate là dung dịch không màu, có mùi hăng cay. Theo GS. Lê Doãn Diên, cải xoong chứa gluconasturtiin, tiền chất của phenethyl isothiocyanate, hợp chất có khả năng phòng chống ung thư mạnh nhất.

1.1. Cấu trúc hóa học và tính chất vật lý của glucosinolate

Cấu trúc phân tử của glucosinolate bao gồm một gốc glucose, một gốc sulfate, và một gốc R thay đổi, tạo nên sự đa dạng của các loại glucosinolate. Glucosinolate không phân cực, tan trong nước và dung môi hữu cơ, nhưng bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Điều này ảnh hưởng đến phương pháp chiết xuất và bảo quản glucosinolate từ cải xoong.

1.2. Sinh tổng hợp glucosinolate trong thực vật brassica

Quá trình sinh tổng hợp glucosinolate trải qua ba giai đoạn: kéo dài chuỗi acid amin, phát triển cấu trúc cốt lõi và biến đổi chuỗi bên. Các yếu tố môi trường như nhiệt độ, ánh sáng và dinh dưỡng ảnh hưởng đáng kể đến quá trình này. Nghiên cứu của Rosa (1997) cho thấy nhiệt độ 25°C giúp cải xoong cho hàm lượng glucosinolate cao hơn so với 15°C.

II. Ứng Dụng Lợi Ích Của Glucosinolate Từ Cải Xoong

Glucosinolate khi thủy phân bởi enzyme myrosinase sẽ tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học như isothiocyanate (ITC), oxazolidine-2-thione, nitriles. Các sản phẩm này có nhiều ứng dụng quan trọng trong bảo toàn chu trình tế bào, hỗ trợ phòng chống ung thư, kháng Helicobacter pylori và kháng viêm. Đáng chú ý, ITC được chứng minh có khả năng ức chế enzyme CYP, ngăn ngừa sự phát triển của ung thư. Theo Fahey và cộng sự (2002), sulforaphane (SFN), một loại ITC, có khả năng ức chế sự tăng trưởng và tiêu diệt nhiều chủng H. pylori, kể cả chủng kháng kháng sinh.

2.1. Tác dụng chống oxy hóa và chống ung thư của isothiocyanate

Isothiocyanate, đặc biệt là sulforaphane (SFN) và phenethyl isothiocyanate (PEITC), có khả năng kích hoạt enzyme phase II, giúp bảo vệ DNA khỏi tổn thương bởi chất gây ung thư và chất oxy hóa. Các nghiên cứu lâm sàng cho thấy ITC có tác động rõ rệt đến một số loại ung thư như ung thư phổi, ung thư dạ dày, ung thư vú và ung thư tuyến tiền liệt.

2.2. Ứng dụng của glucosinolate trong ngành dược phẩm và thực phẩm

Glucosinolate và các dẫn xuất của nó có tiềm năng lớn trong ngành dược phẩm nhờ khả năng phòng chống ung thư, kháng khuẩn và kháng viêm. Trong ngành thực phẩm, ITC có thể được sử dụng như chất bảo quản tự nhiên, kéo dài thời gian sử dụng và cải thiện chất lượng sản phẩm. Một số dòng sản phẩm có chứa glucosinolate đã xuất hiện trên thị trường như Pediakid, Appenton và Childlife.

2.3. Lợi ích sức khỏe khác của cải xoong và hàm lượng dinh dưỡng

Cải xoong không chỉ chứa glucosinolate mà còn giàu vitamin, khoáng chất và chất xơ. Việc tiêu thụ cải xoong giúp tăng cường hệ miễn dịch, cải thiện tiêu hóa và cung cấp các dưỡng chất cần thiết cho cơ thể. Theo nghiên cứu, cải xoong cung cấp một lượng đáng kể vitamin C, vitamin K và beta-carotene.

III. Hướng Dẫn Quy Trình Chiết Xuất Glucosinolate Từ Cải Xoong

Việc chiết xuất glucosinolate từ cải xoong đòi hỏi lựa chọn phương pháp chiết xuất phù hợp để đảm bảo hiệu suất cao và giữ nguyên hoạt tính sinh học của hợp chất. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất bao gồm loại dung môi, nhiệt độ, thời gian và tỷ lệ nguyên liệu/ dung môi. Phương pháp chiết xuất thường bao gồm các bước: chuẩn bị nguyên liệu, chiết xuất bằng dung môi, lọc, cô đặc và làm sạch. Theo Langs và cộng sự (1991), chiết xuất bằng methanol là một phương pháp hiệu quả.

3.1. Lựa chọn dung môi chiết xuất tối ưu cho glucosinolate

Loại dung môi sử dụng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất chiết xuất glucosinolate. Các dung môi thường được sử dụng bao gồm nước, methanol, ethanol và acetonitril. Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc vào tính chất của glucosinolate và yêu cầu về độ tinh khiết của sản phẩm. Theo Martin M. Choi (2004), chiết xuất bằng nước cũng mang lại hiệu quả nhất định.

3.2. Tối ưu hóa các thông số nhiệt độ thời gian và tỷ lệ dung môi

Nhiệt độ chiết xuất, thời gian chiết xuất và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi cần được tối ưu hóa để đạt hiệu suất cao nhất. Nhiệt độ quá cao có thể làm phân hủy glucosinolate, trong khi thời gian quá ngắn có thể không đủ để chiết xuất hết hợp chất. Tỷ lệ nguyên liệu/dung môi cũng cần được điều chỉnh để đảm bảo hiệu suất chiết xuất tối ưu.

3.3. Phương pháp làm sạch và cô đặc chiết xuất glucosinolate

Sau quá trình chiết xuất, cần thực hiện các bước làm sạch để loại bỏ tạp chất và cô đặc để tăng nồng độ glucosinolate. Các phương pháp làm sạch bao gồm lọc, sắc ký và kết tinh. Phương pháp cô đặc thường được sử dụng là cô quay chân không để tránh làm phân hủy glucosinolate.

IV. Phân Tích Đánh Giá Hàm Lượng Glucosinolate Trong Cải Xoong

Để đảm bảo chất lượng và hiệu quả của sản phẩm, việc phân tích glucosinolate sau chiết xuất là rất quan trọng. Các phương pháp phân tích thường được sử dụng bao gồm sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), sắc ký khí (GC) và phương pháp quang phổ hấp thu UV. Các phương pháp này giúp xác định hàm lượng và thành phần glucosinolate trong cải xoong và các sản phẩm chiết xuất. Theo Serkadis và cộng sự (1999), phương pháp quang phổ hấp thu UV có thể được sử dụng để định lượng GLC.

4.1. Sắc ký lỏng hiệu năng cao HPLC trong phân tích glucosinolate

HPLC là phương pháp phân tích chính xác và hiệu quả để xác định hàm lượng các loại glucosinolate khác nhau trong cải xoong. Phương pháp này sử dụng cột sắc ký để tách các thành phần và detector UV-Vis để định lượng. HPLC cho phép phân tích định tính và định lượng glucosinolate với độ chính xác cao.

4.2. Các phương pháp quang phổ và hóa học khác để định lượng glucosinolate

Ngoài HPLC, các phương pháp quang phổ như UV-Vis và các phương pháp hóa học cũng có thể được sử dụng để định lượng glucosinolate. Các phương pháp này thường đơn giản và nhanh chóng, nhưng độ chính xác có thể thấp hơn so với HPLC. Tuy nhiên, chúng vẫn hữu ích trong việc kiểm tra nhanh hàm lượng glucosinolate trong quá trình sản xuất.

4.3. Kiểm tra chất lượng cải xoong và chiết xuất

Trước khi sử dụng cải xoong trong quy trình chiết xuất, cần kiểm tra chất lượng để đảm bảo hàm lượng glucosinolate đạt yêu cầu. Sau quá trình chiết xuất, cần kiểm tra chiết xuất để đảm bảo không có tạp chất.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Chiết Xuất Glucosinolate Từ Cải Xoong

Chiết xuất glucosinolate từ cải xoong có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như thực phẩm chức năng, dược phẩm, và mỹ phẩm. Trong thực phẩm chức năng, glucosinolate được sử dụng như một thành phần bổ sung giúp tăng cường sức khỏe và phòng chống bệnh tật. Trong dược phẩm, glucosinolate có tiềm năng lớn trong điều trị ung thư và các bệnh mãn tính. Trong mỹ phẩm, glucosinolate có thể được sử dụng như chất chống oxy hóa và bảo vệ da.

5.1. Phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng giàu glucosinolate

Chiết xuất glucosinolate từ cải xoong có thể được sử dụng để phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng giàu glucosinolate, giúp cung cấp các hợp chất có lợi cho sức khỏe. Các sản phẩm này có thể được bào chế dưới dạng viên nang, viên nén, hoặc bột pha nước.

5.2. Nghiên cứu và phát triển thuốc từ glucosinolate để điều trị bệnh

Các nghiên cứu đang được tiến hành để đánh giá tiềm năng của glucosinolate trong điều trị ung thư và các bệnh mãn tính khác. Nếu thành công, glucosinolate có thể trở thành một thành phần quan trọng trong các loại thuốc mới.

5.3. Sử dụng glucosinolate trong các sản phẩm mỹ phẩm chăm sóc da

Glucosinolate có khả năng chống oxy hóa và bảo vệ da khỏi tác hại của môi trường. Do đó, chúng có thể được sử dụng trong các sản phẩm mỹ phẩm như kem dưỡng da, serum và mặt nạ để cải thiện sức khỏe và vẻ đẹp của làn da.

VI. Kết luận và hướng nghiên cứu glucosinolate từ cải xoong

Glucosinolate từ cải xoong là một hợp chất có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu về tính chất, ứng dụng và quy trình chiết xuất, vẫn còn nhiều khía cạnh cần được khám phá thêm. Việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất, nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học và phát triển các sản phẩm ứng dụng là những hướng đi đầy hứa hẹn.

6.1. Tổng kết các kết quả nghiên cứu chính và bài học kinh nghiệm

Các nghiên cứu đã chứng minh glucosinolate có nhiều lợi ích cho sức khỏe, đặc biệt là khả năng phòng chống ung thư. Quy trình chiết xuất cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất cao và giữ nguyên hoạt tính sinh học của hợp chất.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo về glucosinolate và cải xoong

Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc tối ưu hóa quy trình chiết xuất xanh, nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học của các dẫn xuất glucosinolate và phát triển các sản phẩm ứng dụng trong thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm.

6.3. Tiềm năng phát triển bền vững của ngành cải xoong Việt Nam

Với nguồn tài nguyên cải xoong phong phú, Việt Nam có tiềm năng lớn để phát triển ngành công nghiệp chiết xuất glucosinolate bền vững. Việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển công nghệ sẽ giúp nâng cao giá trị gia tăng của cải xoong và tạo ra các sản phẩm có lợi cho sức khỏe cộng đồng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo số liệu thống kê từ Trung tâm Ung bướu quốc gia, Việt Nam mỗi năm ghi nhận khoảng 150.000 ca mắc mới ung thư và hơn 75.000 trường hợp tử vong do căn bệnh này. Thực trạng ô nhiễm môi trường cùng lối sống hiện đại đang làm gia tăng áp lực tìm kiếm các giải pháp phòng ngừa bệnh lý từ nguồn dược liệu tự nhiên. Trong bối cảnh đó, các loài thực vật thuộc họ Cải (Brassicaceae), đặc biệt là cải xoong (Nasturtium officinale), nổi lên như một nguồn nguyên liệu sinh học quý giá nhờ sở hữu năng suất canh tác đạt từ 8 đến 10 tấn/ha và chu kỳ thu hoạch từ 6 đến 8 lứa mỗi năm.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của luận văn xuất phát từ việc các hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học cao trong cải xoong chưa được khai thác và chuẩn hóa quy trình chiết xuất một cách bài bản tại Việt Nam. Mục tiêu cụ thể của đề tài là khảo sát thành phần hóa học, chỉ tiêu vi sinh vật của nguồn nguyên liệu cải xoong tại 3 tỉnh phía Bắc, từ đó xác lập bộ thông số công nghệ trích ly tối ưu và sản xuất thử nghiệm chế phẩm giàu glucosinolate.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại Trung tâm thực nghiệm sản xuất và chuyển giao công nghệ thực phẩm thuộc Viện Công nghiệp Thực phẩm trong mốc thời gian hoàn thành vào tháng 5 năm 2015. Ý nghĩa của luận văn thể hiện rõ qua việc làm chủ công nghệ thu hồi hoạt chất gluconasturtiin (tiền chất của phenethyl isothiocyanate), tạo ra chế phẩm dịch chiết đạt nồng độ chất khô hòa tan 21 °Bx và hàm lượng glucosinolate lên tới 1169 mg/l. Kết quả này mở ra hướng tiếp cận khả thi trong việc phát triển các dòng thực phẩm bảo vệ sức khỏe phòng chống ung thư có giá thành hợp lý cho người tiêu dùng trong nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng lý thuyết về hợp chất thứ cấp ở thực vật và cơ chế phòng vệ sinh hóa học. Glucosinolate là nhóm hợp chất hữu cơ tự nhiên chứa lưu huỳnh và nitơ, có nguồn gốc sinh tổng hợp từ các axit amin, xuất hiện trong hơn 500 loài thuộc 16 họ thực vật khác nhau. Về mặt cấu trúc, phân tử glucosinolate gồm một gốc alkyl-N-hydroximine sulfate liên kết với nhóm beta-D-thioglucopyranoside và một chuỗi nhánh R biến đổi. Hiện có hơn 120 loại glucosinolate tự nhiên được phân loại thành ba nhóm chính: aliphatic glucosinolate, aromatic glucosinolate và indole glucosinolate.

Mô hình chuyển hóa dược lý của đề tài tập trung vào phản ứng thủy phân glucosinolate dưới tác dụng của enzyme nội sinh myrosinase (EC 3.2.1.147). Khi mô thực vật bị tổn thương hoặc qua quá trình chiết tách có kiểm soát, myrosinase xúc tác bẻ gãy liên kết glycosidic giải phóng các isothiocyanate có hoạt tính sinh học cao như phenethyl isothiocyanate (PEITC) và sulforaphane. Về mặt cơ chế tế bào, các hợp chất này có khả năng ức chế enzyme chuyển hóa Phase I (hệ Cytochrome P450) nhằm ngăn chặn sự hoạt hóa của các tiền chất gây ung thư, đồng thời kích hoạt mạnh mẽ các enzyme Phase II (Glutathione S-transferase, UDP-glucuronosyltransferase, Quinone reductase) giúp tăng cường đào thải độc tố và bảo vệ chu trình tế bào khỏi các đột biến DNA nguy hiểm.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn nguyên liệu phục vụ nghiên cứu là rau cải xoong tươi được thu thập đồng loạt tại ba vùng sinh thái gồm Gia Lâm (Hà Nội), Hải Dương và Hải Phòng. Cỡ mẫu cho mỗi lần bố trí thí nghiệm trích ly đơn yếu tố là 100 g rau tươi được xử lý làm sạch, xay nhuyễn và tiến hành lặp lại 3 lần để đảm bảo độ tin cậy thống kê. Phương pháp chọn mẫu ngẫu nhiên phân tầng được áp dụng nhằm đánh giá khách quan sự biến thiên hàm lượng hoạt chất sinh học theo điều kiện thổ nhưỡng và khí hậu từng vùng.

Hệ thống phân tích hóa lý và vi sinh được lựa chọn nghiêm ngặt theo các tiêu chuẩn phân tích thực phẩm hiện hành:

• Hàm lượng chất khô hòa tan xác định bằng chiết quang kế quang học tại 20 °C.
• Đường khử định lượng theo phương pháp Lane-Eynon sử dụng dung dịch Fehling A và B với chỉ thị xanh methylen 1%.
• Hàm ẩm xác định qua sấy đối nhiệt ở 105 °C đến khối lượng không đổi.
• Axit tổng số định phân bằng dung dịch kiềm chuẩn NaOH 0,1N với chỉ thị phenolphtalein.
• Axit ascorbic phân tích bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với potassium iodate và potassium iodide.
• Hàm lượng glucosinolate tổng số xác định bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis ở bước sóng 505 nm dựa trên phản ứng tạo màu với thymol 1% trong môi trường axit sulfuric đậm đặc 80%, hiệu chuẩn theo đường chuẩn sinigrin.
• Hàm lượng isothiocyanate tổng số đo mật độ quang ở bước sóng 365 nm qua phản ứng tạo phức với 1,2-benzenedithiol trong đệm sodium borate pH 8,5.

Lý do lựa chọn phương pháp quang phổ UV-Vis là nhờ độ nhạy cao, thời gian thực hiện nhanh và khả năng định lượng chính xác các nhóm hoạt chất có cấu trúc đặc thù mà không đòi hỏi chi phí vận hành quá tốn kém như sắc ký lỏng hiệu năng cao.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thành phần hóa thực vật ban đầu cho thấy cải xoong tại cả 3 vùng nghiên cứu đều sở hữu giá trị dinh dưỡng cao với độ ẩm dao động từ 93,23% đến 93,61%, protein đạt 2,05% đến 2,12%, vitamin C đạt 66,28 đến 68,15 mg/100g. Đặc biệt, hàm lượng glucosinolate tổng số trong mẫu cải xoong trồng tại Hà Nội đạt mức cao nhất với 602,55 mg/kg, vượt trội hơn so với mẫu Hải Phòng (586,70 mg/kg) và Hải Dương (581,60 mg/kg, chênh lệch khoảng 3,6%). Đánh giá chỉ tiêu an toàn vi sinh vật cho thấy mật độ vi sinh vật tổng số là 1,45.10^6 CFU/g, Coliforms là 1,51.10^2 CFU/g, hoàn toàn âm tính với Salmonella, Staphylococcus aureus và Clostridium perfringens, đáp ứng đầy đủ quy định an toàn vệ sinh thực phẩm hiện hành.

Quá trình khảo sát đơn yếu tố điều kiện công nghệ chiết xuất đã xác lập bộ thông số kỹ thuật tối ưu bao gồm:

• Dung môi chiết: Isopropanol cho hiệu quả trích ly vượt trội so với ethanol và nước, thu hồi hàm lượng glucosinolate trong dịch đạt 325,06 mg/kg và giữ lượng tồn dư trong bã ở mức thấp nhất (256,34 mg/kg).
• Tỷ lệ nguyên liệu trên dung môi: Tỷ lệ 1:1 (khối lượng/thể tích) tối ưu hóa khả năng thu hồi hoạt chất đạt 325,08 mg/kg dịch chiết, cao hơn 27,5% so với tỷ lệ 1:0.5 (chỉ đạt 254,92 mg/kg).
• Nồng độ dung môi: Dung dịch isopropanol 70% đạt hiệu suất trích ly cao nhất với 401,16 mg/kg trong dịch, tăng 41,1% so với nồng độ 50% (284,28 mg/kg) và cao hơn nồng độ 90% (325,08 mg/kg).
• Điều kiện môi trường và động học: pH tối ưu là 3 (đạt 403,23 mg/kg), nhiệt độ trích ly 60 °C (đạt 423,25 mg/kg), tốc độ lắc đảo trộn 120 vòng/phút và thời gian trích ly duy trì trong 60 phút.

Tại quy mô thử nghiệm mở rộng 10 kg nguyên liệu cải xoong tươi, quy trình công nghệ đề xuất đã thu được 1 lít chế phẩm dịch chiết cô đặc có màu nâu sẫm, độ khô hòa tan 21 °Bx, pH trung tính sau xử lý đạt 7,0 và hàm lượng glucosinolate đạt mức 1169 mg/l.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả trích ly vượt trội của isopropanol 70% ở pH 3 được giải thích bởi sự tương tác giữa độ phân cực của dung môi hỗn hợp và tính chất lý hóa của phân tử glucosinolate. Khi nồng độ cồn ở mức 70%, độ phân cực của hệ dung môi đạt trạng thái tương thích lý tưởng giúp phá vỡ màng tế bào thực vật, đồng thời nước đóng vai trò môi chất khuếch tán làm tăng độ thẩm thấu của hoạt chất. Việc hạ pH môi trường xuống mức 3 làm tăng mức độ ion hóa và độ bền nhiệt động học của glucosinolate, hạn chế tối đa sự thủy phân sớm ngoài ý muốn của enzyme nội sinh.

Về mặt động học nhiệt độ, khi nâng nhiệt độ từ 30 °C lên 60 °C, hàm lượng hoạt chất trong dịch tăng liên tục từ 391,62 mg/kg lên 423,25 mg/kg nhờ giảm độ nhớt dung dịch và gia tăng hệ số khuếch tán phân tử. Tuy nhiên, khi nhiệt độ vượt quá 70 °C đến 100 °C, hàm lượng glucosinolate giảm xuống còn 396,72 mg/kg do dung môi isopropanol bị bay hơi thất thoát và một phần hoạt chất bị phân hủy nhiệt. Động thái này có thể được trực quan hóa rất rõ nét thông qua biểu đồ đường cong biểu diễn mối tương quan giữa nhiệt độ trích ly và hiệu suất thu hồi hoạt chất, kết hợp cùng bảng ma trận đối sánh giữa thời gian khuấy trộn và độ sẫm màu quang học của dịch chiết.

So sánh với các công bố quốc tế, kết quả này hoàn toàn tương thích với các nghiên cứu lâm sàng tại Viện Karolinska, nơi ghi nhận việc bổ sung đều đặn các hợp chất từ rau họ Cải giúp giảm từ 20% đến 40% nguy cơ ung thư vú ở phụ nữ. Ngoài ra, việc cải xoong chứa hàm lượng gluconasturtiin dồi dào tạo tiền chất cho PEITC cũng củng cố các bằng chứng y khoa về khả năng ức chế vi khuẩn Helicobacter pylori và giảm 10% chỉ số triglyceride máu theo các thử nghiệm lâm sàng chuyên sâu.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các phát hiện thực nghiệm, đề tài đưa ra 4 nhóm giải pháp kỹ thuật và ứng dụng có tính thực tiễn cao:

1. Chuẩn hóa quy trình chiết xuất ở quy mô công nghiệp: Chuyển đổi quy trình trích ly gián đoạn sang hệ thống chiết xuất ngược dòng liên tục kết hợp sóng siêu âm. Mục tiêu nâng hiệu suất thu hồi glucosinolate thêm 15% đến 20%, giảm 30% lượng dung môi tiêu hao trên mỗi mẻ sản xuất trong lộ trình thực hiện 12 tháng. Chủ thể chịu trách nhiệm: Đội ngũ kỹ sư công nghệ tại Viện Công nghiệp Thực phẩm phối hợp cùng các nhà máy chế biến dược liệu.

2. Quy hoạch và kiểm soát chất lượng vùng nguyên liệu: Xây dựng quy chuẩn canh tác cải xoong an toàn theo tiêu chuẩn VietGAP tại vùng trồng Gia Lâm (Hà Nội) và các vùng phụ cận. Mục tiêu duy trì ổn định hàm lượng glucosinolate đạt tối thiểu trên 600 mg/kg nguyên liệu tươi quanh năm, hoàn thành trong vòng 6 tháng. Chủ thể thực hiện: Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phối hợp cùng các hợp tác xã nông nghiệp địa phương.

3. Nghiên cứu công nghệ bao vi nang và đa dạng hóa dạng bào chế: Ứng dụng công nghệ bao vi nang bằng màng bao sinh học maltodextrin hoặc gum arabic nhằm bảo vệ hoạt chất glucosinolate không bị thoái hóa trong quá trình bảo quản. Mục tiêu đạt thời hạn bảo quản chế phẩm trên 24 tháng ở nhiệt độ thường và nâng tỷ lệ giải phóng hoạt chất tại ruột non lên trên 85%, triển khai trong thời gian 18 tháng. Chủ thể: Các viện nghiên cứu hóa sinh phối hợp cùng các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng.

4. Triển khai thử nghiệm tiền lâm sàng trên sản phẩm thương mại: Phát triển các dòng sản phẩm hoàn chỉnh như viên nang cứng hoặc siro chiết xuất cải xoong kết hợp hoạt chất tự nhiên. Đặt mục tiêu hoàn thành các chỉ tiêu kiểm định độc tính bán trường diễn và đánh giá khả năng kích hoạt enzyme Phase II trên mô hình động vật trong vòng 24 tháng. Chủ thể: Doanh nghiệp dược phẩm liên kết với các cơ sở nghiên cứu y dược học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và kết quả thực nghiệm của luận văn là tài liệu tham khảo giá trị cho 4 nhóm đối tượng cụ thể:

• Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Công nghệ Sinh học, Hóa Thực phẩm: Cung cấp cơ sở lý thuyết toàn diện về hóa thực vật nhóm Brassicaceae, phương pháp luận nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện trích ly và các kỹ thuật phân tích trắc quang xác định hoạt chất sinh học tự nhiên.
• Kỹ sư R&D và chuyên viên nghiên cứu phát triển sản phẩm tại các doanh nghiệp Dược - Thực phẩm chức năng: Ứng dụng trực tiếp thông số kỹ thuật (tỷ lệ dung môi isopropanol 70%, pH 3, nhiệt độ 60 °C) để phát triển dòng sản phẩm thực phẩm bảo vệ sức khỏe phòng ngừa ung thư và hỗ trợ chuyển hóa.
• Kỹ sư vận hành công nghệ chế biến và chiết xuất dược liệu: Tham khảo chi tiết sơ đồ công nghệ trích ly, cô quay chân không thu hồi dung môi ở điều kiện 165 mbar và các biện pháp kiểm soát an toàn vi sinh vật trong nguyên liệu rau tươi.
• Cán bộ quản lý nông nghiệp và nhà quản lý chuỗi cung ứng nông sản sạch: Nắm bắt giá trị gia tăng của cây cải xoong thương phẩm, từ đó xây dựng kế hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng và phát triển mô hình chuỗi liên kết giá trị cao từ nông trại đến nhà máy chế biến.

Câu hỏi thường gặp

Hợp chất Glucosinolate trong rau cải xoong mang lại những lợi ích sinh học chủ yếu nào cho sức khỏe? Glucosinolate là tiền chất sinh học của các isothiocyanate, đặc biệt là phenethyl isothiocyanate (PEITC). Khi vào cơ thể, hoạt chất này có khả năng ức chế enzyme Phase I nhằm ngăn chặn các chất gây ung thư liên kết với DNA, đồng thời kích hoạt enzyme Phase II giúp giải độc tế bào, kháng viêm và ức chế vi khuẩn Helicobacter pylori.

Tại sao nghiên cứu lại chọn Isopropanol 70% làm dung môi trích ly thay vì Ethanol hoặc Nước? Kết quả thực nghiệm cho thấy dung môi isopropanol 70% có độ phân cực thích hợp nhất để hòa tan chọn lọc các nhóm glucosinolate đặc thù trong cải xoong, giúp hàm lượng hoạt chất thu được trong dịch đạt 401,16 mg/kg, cao hơn đáng kể so với dung môi nước (chỉ đạt mức trích ly hạn chế) và giữ lượng tồn dư trong bã ở mức thấp nhất là 198,03 mg/kg.

Việc duy trì môi trường trích ly ở pH 3 mang lại ưu thế kỹ thuật gì cho quy trình? Môi trường axit nhẹ ở pH 3 làm tăng độ phân cực của dung dịch trích ly, từ đó thúc đẩy quá trình hòa tan hoạt chất vào pha lỏng đạt 403,23 mg/kg. Đồng thời, pH axit giúp ổn định cấu trúc phân tử glucosinolate, hạn chế sự thủy phân tự do ngoài ý muốn trước khi bước vào giai đoạn cô đặc thu hồi sản phẩm.

Chế phẩm dịch chiết thu được từ quy trình thực nghiệm 10 kg cải xoong có những chỉ tiêu chất lượng nào? Quy trình sản xuất thực nghiệm quy mô 10 kg rau tươi đã tạo ra 1 lít chế phẩm dạng lỏng màu nâu sẫm, độ khô hòa tan đạt 21 °Bx, pH trung tính đạt 7,0 và hàm lượng glucosinolate đạt nồng độ đậm đặc 1169 mg/l, đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn vi sinh vật để làm nguyên liệu sản xuất thực phẩm chức năng.

Hàm lượng Glucosinolate trong cải xoong tại các địa phương khác nhau có sự chênh lệch như thế nào? Khảo sát phân tích ghi nhận hàm lượng glucosinolate trong cải xoong trồng tại Hà Nội đạt cao nhất với 602,55 mg/kg, tiếp đến là Hải Phòng đạt 586,70 mg/kg và thấp nhất là Hải Dương đạt 581,60 mg/kg. Sự khác biệt này bắt nguồn từ các yếu tố tiểu khí hậu, thổ nhưỡng và chế độ canh tác riêng biệt của từng địa phương.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích toàn diện thành phần dinh dưỡng và hóa thực vật của cải xoong tại 3 tỉnh phía Bắc, xác định nguồn nguyên liệu tại Gia Lâm (Hà Nội) có hàm lượng glucosinolate cao nhất đạt 602,55 mg/kg.
• Xác lập thành công bộ thông số công nghệ trích ly tối ưu: dung môi isopropanol 70%, tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:1, pH 3, nhiệt độ 60 °C, tốc độ lắc 120 vòng/phút trong thời gian 60 phút.
• Thử nghiệm thành công quy trình công nghệ trên quy mô pilot 10 kg nguyên liệu, thu được 1 lít chế phẩm dịch chiết đậm đặc đạt độ khô 21 °Bx và hàm lượng glucosinolate 1169 mg/l.
• Cung cấp bằng chứng thực nghiệm và cơ sở khoa học vững chắc về quy trình chiết tách hoạt chất phòng chống ung thư từ nguồn rau ăn lá quen thuộc với chi phí sản xuất thấp.
• Kế hoạch tiếp theo trong 12 đến 24 tháng tới là hoàn thiện công nghệ tạo hạt vi nang và hợp tác cùng các doanh nghiệp dược phẩm nhằm đưa chế phẩm vào sản xuất thương mại; các đơn vị quan tâm có thể kết nối chuyển giao công nghệ để hiện thực hóa sản phẩm thực tế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Cải xoong là loại thực vật thủy sinh, có nguồn ngốc từ Châu Âu, ngày nay được trồng ở phía Tây Châu Á và nhiều nước trong vùng nhiệt đới như Malaixia, Ấn Độ, In-đô- nê-xi-a, Philippin, ở phía Bắc Phi và trồng nhiều ở Việt Nam với năng suất 8-10 tấn/ha. Ở Việt Nam, cải xoong được sử dụng phổ biến trong bữa ăn hàng ngày. Cải xoong không chỉ là một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng mà nó còn là một loại dược phẩm chữa được nhiều chứng bệnh đã được áp dụng trong các bài thuốc đông y. Đặc biệt trong cải xoong có chứa hợp chất glucosinolate là tiền chất của isothiocyanate có khả năng phòng chống ung thư.

Theo nghiên cứu,trong các loại thực vật có chứa hợp chất glucosinolate thì cải xoong là nguồn cung cấp tốt nhất hàm lượng gluconasturtiin là tiền chất của phenethyl isothiocyanate - hợp chất có khả năng phòng chống ung thư mạnh nhất. Chế độ ăn giàu rau cải được chứng minh bằng nghiên cứu khoa học và thực nghiệm lâm sàng có khả năng phòng chống và hỗ trợ điều trị ung thư phổi, ung thư vú, ung thư ruột kết và ưng thư tuyến tiền liệt, những căn bệnh ung thư phổ biến nhất đối với con người. Khả năng phòng chống ung thưu này của các loại rau thuộc họ Brassicaceae cũng cho kết quả đánh giá khả quan với một số loại ung thư khác gồm tụy, dạ dày, bàng quang, tuyến giáp và thận. Các loại rau có hàm lượng Glucosinolate cao thuộc họ Brassicaceae, có thể kể đến cải dầu, súp lơ, và đặc biệt là cải xoong.

Việt Nam là một nước đang phát triển, có tài nguyên, có nguồn nhân lực dồi dào thu hút được nhiều nhà đầu tư nước ngoài. Song cùng với hiệu quả kinh tế đó thì chất lượng môi trường sống ngày càng suy giảm do ô nhiễm môi trường dẫn đến số lượng các ca ung thư ở Việt Nam những năm gần đây đang tăng lên. Theo số liệu của trung tâm Ung bướu quốc gia cho thấy ở Việt Nam mỗi năm có khoảng 150000 người mới mắc ung thư và 75000 người tử vong vì căn bệnh này nên việc nghiên cứu các biện pháp phòng chống ung thư đang là rất cấp thiết. Chính vì vậy chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu công nghệ sản xuất chế phẩm giàu glucosinolates từ rau cải xoong tươi”.Đề tài được thực hiện tại Trung tâm thực nghiệm sản xuất và chuyển giao công nghệ thực phẩm, Viện công nghiệp thực phẩm.

Luận văn tốt nghiệp 1 CHƯƠNGI: TỔNG QUAN 1.Tổng quan về Glucosinolate 1.Định nghĩa và cấu u trúc Glucosinolate(GLC) là một ột hợp h chất hữu cơ tự nhiên chứa lưu huỳnh ỳnh vvà nitơ và có nguồn gốc từ các loạii acid amin. Hợp H chất này có mặt trong hơnn 500 loài,16 hhọ thực vật như Moringaceae, Resedaceae và đặc biệt là họ cải Brassicaceae. Glucosinolate là este của ủa alkyl-N-hydroximine alkyl sulfate liên kết ết vớ với nhómβ-D- Thiogalactopyranoside và nhóm phụ ph R(có nguồn gốc từ acid amin) ttại nguyên tử carbon (số 0) trong cấu hình ình tương t ứng với nhóm sulfate. Glucosinolate là chấtt không phân ccực, tan trong nước, tan nhiều ều trong dung môi hữu cơ, bị phân hủy ở nhiệt nhi độ cao.

Ở điều kiện nhiệt độ thường, ờng, hhợp chất này là các dung dịch ch không m màu, có mùi hăng cay Hình 1. Cấu u trúc phân tử glucosinolate Có khoảng hơn 120 loạii glucosinolate được tìm thấy trong tự nhiên ở nhi nhiều loài thực vật khác nhau. Dựa vào ào cấu c trúc của gốc R, glucosinolate được ợc chia th thành một số nhóm chính sau: - Aliphatic glucosinolate: ti tiền chất làà Ala, Leu, Ile, Met, Val hay được gọi là glucosinolate béo - Aromatic glucosinolate: tiền ti chất làà phenylalanin, tyrosin và là hhợp chất bay hơii hay là glucosinolate thơm - Indole glucosinolate: tiền ti chất là tryptophan - Sulforaphane Một số loại GLC tương ứng với v các gốc R được trình bày ở bảng ng sau: Luận văn tốt nghiệp 2 Bảng 1. Một số GLC và các gốc R tương ứng Tên nhóm Glucosinolate Tên gốc R 1.

Aliphatic Progoitrin 2-hydroxy-3-butenyl Gluconapolieferin 2-hydroxy-4-pentenyl Gluconapin 3-butenyl Glucobrassicanapin 4-pentenyl 2.Aromatic Gluconasturtiin 2-phenylethyl 3.Indole Glucobrassicin 3-indolylmethyl 4-hydroxy-glucobrassicin 3-indolylmethyl 4-methoxyglucobrassicin 4-methoxy-3-indolylmethyl Trong tự nhiên glucosinolate sẽ bị thủy phân dưới khi có mặt của enzyme myrosinase có sẵn trong thực vật. Khi các liên kết trong phân tử glucosinolate đứt gãy sẽ sản xuất một loạt các sản phẩm có hoạt tính sinh học,bao gồm isothiocyanates, oxazolidine-2-thione, nitriles, ion thiocyanate, và indole (Cartea và Velasco, 2008;. Fahey et al, 2001).Sinh tổng hợp glucosinolate Quá trình sinh tổng hợp glucosinolate sẽ trải qua 3 giai đoạn : kéo dài chuỗi acid amin, phát triển cấu trúc cốt lõi, và cuối cùng là sửa đổi chuỗi bên.Kéo dài chuỗi acid amin Giai đoạn này gồm 5 bước: - Chuyển hóa acid amine tạo thành anpha- keto acid - Kết hợp Acetyl- CoA tạo thành 2- Alkylmalate - Đồng phân hóa 2-Alkylmalate tạo thành 3-Alkylmalate - Decarboxyl hóa 3-Alkylmalate tạo thành Homoketo acid - Chuyển hóa Homoketo acid tạo thành Homoamino acid Luận văn tốt nghiệp 3 Hình 2: Quá trình kéo dài chuỗi acid amin 1.Phát triển cấu trúc chính Giai đoạn này gồm 5 bước: - Oxy hóa Homoamino acid tạo thành Aldoxime - Oxy hóa Aldomixe thành aci-nitro và tiếp hợp aci-nitro với Cys tạo S- Alkyl thiohydroximate - Cắt liên kết Cys-S tạo thành thiohydroximate - Gắn gốc glucose vào thiohydroximate tạo Desulfo- glucosinolate - Sulfat hóa Desulfo- glucosinolate thành glucosinolate Luận văn tốt nghiệp 4 Hình 3:Quá trình phát triển cấu trúc chính 1.Biến đổi mạch bên hoàn tất quá trình sinh tổng hợp Giai đoạn này giúp hình thành nên các hợp chất khác nhau tạo nên sự đa dạng cho glucosinolate. Hình 4: Quá trình biến đổi mạch bên, hoàn tất quá trình sinh tổng hợp Luận văn tốt nghiệp 5 1.Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh tổng hợp glucosinolate Giống thực vật: các thực vật có kiểu gen khác nhau làm cho nồng độ glucosinolates có trong thực vật khi trưởng thành là khác nhau(Daxenbichler et al, 1979;.

Heaney và Fenwick, 1980; Hill et al., 1987; Kushad et al., 1999; Sone et al., 1984; Rosa et al,năm 1996; Rosa et al., 2000; Van Etten et al., 1976) Mô thực vật: các bộ phận khác nhau của thực vật có chứa nồng độ glucosinolate khác nhau(Clossais-Besnard và Larher 1991;. Rosa et al, 1996; Smithvà Griffiths, 1988) Thời vụ gieo trồng và điều kiện gieo trồng :gieo trồng đúng thời vụ,cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng và nước làm cho thực vật có nồng độ glucosinolate cao hơn(Ciska et al, 2000;. Gaweda et al, 1991;. MacLeod và Nussbaum1977; Qi và Longzhi, 1996).

Nhiệt độ:Một số báo cáo từ các nghiên cứu môi trường có kiểm soát cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng mạnh mẽ nồng độ glucosinolate trong các thực vật khác nhau.Năm 1997 Rosa đã tìm thấy biến động này ở cây bắp cải ,nồng glucosinolate lớn hơn khi bắp cải được trồng ở 30°C so với 20°C. Cải xoong, khi được trồng ở nhiệt độ 25ºC sẽ cho hàm lượng glucosinolate cao hơn khi trồng ở 15ºC(Freeman và Mossadeghi, 1972) 1.Thủy phân glucosinolate Glucosinolate bị thủy phân bởi enzyme nội sinh myrosinase ở thực vật. Khi tế bào thực vật bị tổn thương, myrosinase sẽ được giải phóng. Myrosinase là một glycoprotein cùng tồn tại song song với glucosinolate nhưng được cho là nằm tách biệt trong các tế bào “myrosin” (theo Fahey và cs, 2001) Myrosinase hay β-thioglucosnidase, EC 3.147 được tìm thấy ở hầu hết các loại rau họ Brassicaceae sẽ phân giải liên kết glycosidic để giả phóng ra các sản phẩm thứ cấp khác nhau thường được chia thành glycol và aglycol.

Trong cơ thể người không tồn tại enzyme myrosinase nhưng vẫn có thể chuyển hóa glucosinolate nhờ hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột (Fahey và cs, 2001) Các thông số tối ưu cho quá trình thủy phân được xác định là pH 5-7,5 và nhiệt độ 45-70° C (Bones và Slupphaug, 1989; Yên và Wei, 1993) Luận văn tốt nghiệp 6 Hình 5: Quá trình thủy phân glucosinolate 1.Tính chất chức năng của Glucosinolate Khi các GLC tự nhiên bị phân hủy sẽ tạo ra các sản phẩm thứ cấp.Tùy thuộc vào loại glucosinolate, gốc R, pH, và các enzym hoặc các yếu tố khác mà sẽ tạo ra các loại sản phẩm thứ cấp khác nhau như: nitriles, thiocyanate, epithionitriles, hoặc oxazolidine-2-thiones và đặc biệt là isothiocyanate (Bones và Rossiter, 1996;. Rosa et al, 1997). Các sản phẩm thứ cấp này gián tiếp tạo ra tính chất chức năng có ích cho con người. Một số tính chất chức năng của GLC gồm: 1.Bảo toàn chu trình tế bào Sau khi tế bào phân chia, nó đi qua một chuỗi các giai đoạn gọi là chu trình tế bào trước khi phân chia lại.

Nếu DNA bị tổn thương, chu trình tế bào có thể bị tạm ngừng để sửa chữa DNA. Nếu DNA không thể sửa chữa, tế bào sẽ chết(Stewart, 2003). Việc chu kỳ tế bào bị khiếm khuyết có thể dẫn đến đột biến, là tiền đề của ung thư.Một số các isothiocyanate, bao gồm AITC, BITC, PEITC, và SFN, có khả năng giảm thiểu khiếm khuyết diễn ra trong chu kì tế bào (Zhang, 2004).Hỗ trợ phòng chống ung thư Glucosinolate tác dụng lên enzyme chuyển hóa tham gia tạo thành chất ngăn ngừa ung thư. Enzyme chuyển hóa đóng vai trò quan trọng trong chuyển hóa hoặc loại bỏ các hóa chất, bao gồm thuốc, độc tố, và chất gây ung thư.

Luận văn tốt nghiệp 7 Một số procarcinogen (tiền thân của chất gây ung thư) được chuyển hóa bởi enzyme phase I, như cytochrome P450 (CYP), tr ở thành chất gây ung thư có khả năng gắn kết với DNA và gây đột biến. Nếu ức chế enzyme CYP thì có thể ngăn ngừa sự phát triển của bệnh ung thư. Isothiocyanate, bao gồm PEITC và BITC, đã được chứng minh là có khả năng ức chế enzyme CYP ở động vật (Conaway và cs, 2002; Hetch, 2000). Nhiều glucosinolate, đặc biệt là SFN (sulforaphane), là chất cảm ứng mạnh của enzyme phase II trong việc phục hồi tế bào (Fimognari và cs, 2007; Zhang, 2004).

Các enzyme phase II, gồm GST (glutathione S-transferase), UDP-glucuronosyl transferase(UGT), quinone reductase, và glutamate cysteine ligase, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ DNA tế bào không bị tổn thương bởi chất gây ung thư và chất oxy hóa (Kensler và cs, 2004).Kháng Helicobacter pylori Vi khuẩn H. pylori làm gia tăng đáng kể nguy cơ ung thư dạ dày (Normark và cs, 2003). Thử nghiệm trong ống nghiệm và nuôi cấy mô cho thấy SFN có khả năng ức chế sự tăng trưởng và giết chết nhiều chủng H. pylori, bao gồm cả chủng kháng kháng sinh (Fahey và cs, 2002).Kháng viêm Sự viêm nhiễm làm thúc đẩy tế bào phát triển và ức chế apoptosis (cơ chế gây chết tế bào trong cơ thể), dẫn đến tăng nguy cơ ung thư (Steele và cs, 2003).

SFN và PEITC đã được nghiên cứu làm giảm khả năng gia tăng của các tế bào viêm nhờ bạch cầu, đồng thời các hợp chất này cũng làm giảm hiện tượng DNA liên kết với NF-kappaB, yếu tố phiên mã truyền tín hiệu viêm (Gerhauser và cs, 2003; Heiss và cs, 2001).