ĐẶT VẤN ĐỀ Tế bào sống luôn diễn ra nhiều phản ứng, trong đó có phản ứng oxy hóa. Với dạng phản ứng này, chất oxy hóa sẽ loại bỏ các điện tử của chất khác trở thành gốc tự do. Gốc tự do khi có nhiều mà không bị loại bỏ sẽ tương tác và phản ứng với thành phần hóa học khác tạo nên phản ứng dây chuyền ảnh hưởng không nhỏ đến nhiều chất hữu cơ quan trọng trong tế bào như protein, axit nucleic, lipit, cacbohidrat,., làm tổn thương màng tế bào, dẫn đến những biến đổi gây tổn hại, rối loạn và làm chết tế bào. Hậu quả là gây nhiều tác hại trên cơ thể khiến cơ thể mắc bệnh.
Số lượng của gốc tự do tích lũy càng nhiều mức độ gây hại càng nghiêm trọng. Gốc tự do là nguồn gốc của sự lão hóa và nhiều bệnh tật nguy hiểm bao gồm các bệnh về não, mắt, da, hệ miễn dịch, tim, mạch máu ( tăng huyết áp ), phổi, thận, đa cơ quan và khớp, thậm chí gây ung thư. Đây là những yếu tố gây bệnh luôn âm thầm hiện hữu do vậy, cần chủ động đối phó với bệnh tật do gốc tự do gây ra cũng như chủ động đối phó với căn nguyên của căn bệnh tăng huyết áp càng sớm càng tốt, bằng cách giảm yếu tố tăng sinh gốc tự do, thực hiện chế độ dinh dưỡng giàu các chất chống gốc tự do, chống co, tắc mạch và bổ sung chất chống oxy hóa như vitamin C, vitamin E, enzyme catalase, peptide chức năng,. Trong những năm trở lại đây, sản phẩm chăm sóc sức khỏe chứa các chất có chức năng nhằm nâng cao sức khỏe người sử dụng rất được quan tâm.
Trong đó, tìm kiếm và khai thác các sản phẩm chứa peptide có hoạt tính sinh học là một hướng đi được rất nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như trong nước quan tâm nghiên cứu. Ở Việt Nam, với lợi thế đường bờ biển dài nguồn tài nguyên sinh vật biển phong phú, một trong số đó là hàu. Hàu có lớp vỏ cứng, hình dạng không đều giúp bảo vệ cơ thể bên trong đầy đặn, màu xám. Thịt hàu giàu protein và rất bổ dưỡng.
Nghiên cứu để thủy phân protein của hàu tại Việt Nam để tạo thành các peptide chức năng, là nghiên cứu tiếp cận xu thế hiện nay. Xuất phát từ thực tế này, đề tài “Nghiên cứu thu nhận peptide có hoạt tính sinh học từ hàu (crassostrea gigas) thủy phân bằng protease” được thực hiện.1 Tổng quan về hàu 1.1 Nguyên liệu hàu Hàu Thái Bình Dương được phân loại và có hình thái như hình 1.1 [8] Kingdom: Animalia Phylum: Mollusca Class: Bivalvia Order: Ostreida Family: Ostreidae Genus: Crassostrea Hình 1.1: Hình thái hàu Crassostrea gigas https://www.org/fishery/en/culturedspecies/crasso Species: Crassostrea gigas strea_gigas_) Hàu Thái Bình Dương là loài lớn nhất trong các loài hàu thường sống ở khu vực cửa sông, ưa bám vào những bề mặt rắc chắc ít có sự biến động ví dụ như đá, vỏ tàu, san hô chết. Mảnh vỡ và vỏ của chúng được tìm thấy từ vùng hạ triều đến độ sâu 40m, tuy nhiên chúng có thể được tìm thấy ở đáy bùn và bùn cát. Dải độ mặn của loài này từ 10-35‰ và tối ưu từ 20-25 ‰, ngoài khoảng tối ưu hàu không có khả năng sinh sản.
Nó cũng có dải nhiệt độ sinh sống rộng từ 1,8 – 35 oC, tối ưu là từ 20-28 oC. Đây là loài lưỡng tính thường trưởng thành với giới tính ban đầu là đực, tỷ lệ giới tính của hàu trưởng thành được quyết định bởi điều kiện sống, giàu dinh dưỡng tỉ lệ con cái sẽ nhiều hơn, ít dinh dưỡng những con cái sẽ chuyển giới tính sang Hình 1.2: Vòng đời của Hàu đực, sự thay đổi giới tính của chúng cũng thất thường và theo mùa [35]. 2 Cơ thể hàu được bao bọc bởi hai vỏ cứng chắc, vỏ trái có dạng hình chén, lớn hơn vỏ phải và thường bám vào nền đá, trong khi đó vỏ phải nhỏ và phẳng hơn (hình 1). Đỉnh vỏ ở phía trên và có bản sừng gắn giữa hai vỏ.
Vỏ hàu có 3 lớp: lớp ngoài bằng sừng mỏng, dễ bóc và cấu trúc hoàn toàn bằng protein, lớp giữa dày nhất là tầng đá vôi với cấu trúc gồm canxi carbonate kết tinh gắn chắc trên thể protein và lớp trong cùng bằng xà cừ mỏng, bóng, sáng và rất cứng. Hình dạng của vỏ rất khác nhau phụ thuộc vào môi trường sinh sống. Nếu hàu sống riêng rẽ trên nền đáy mềm thì vỏ nhẵn và kéo dài. Nếu phân bố trên nền đáy cứng, vỏ có hình ống, nhăn, vỏ trái tròn hơn và lõm sâu.
Khi hàu phân bố tập trung, vỏ có hình dạng méo mó. Thông qua hình dạng vỏ hàu có thể xác định được đặc điểm của chất đáy tại điểm chúng phân bố. Hàu sống ở độ mặn cao có vỏ cứng hơn so với hàu ở vùng có độ mặn thấp. Hàu có lượng calo thấp nhưng vẫn chứa nhiều chất dinh dưỡng, bao gồm protein, chất béo lành mạnh, vitamin và khoáng chất.
Ví dụ, một khẩu phần 100gram cung cấp cho vitamin B12, kẽm và đồng và hơn 75% nhu cầu hàng ngày của bạn về selen và vitamin D. Những động vật thân mềm này cũng là một nguồn axit béo omega-3 tốt, một họ chất béo không bão hòa có vai trò quan trọng trong cơ thể. Những người ăn chế độ ăn nhiều chất béo omega-3 có nguy cơ mắc các bệnh như bệnh tim và tiểu đường tuýp 2 thấp hơn [34]. Theo một nghiên cứu của Zhu Yijing et al năm 2018, thành phần dinh dưỡng của hàu Thái Bình Dương đã được nghiên cứu và đánh giá sau đó tổng hợp (bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của hàu Thái Bình Dương với màu vỏ khác nhau (C.gigas) tính trên % trọng lượng khô [31] Thành Trung Vỏ đen Vỏ tía Vỏ cam Vỏ vàng Vỏ trắng phần bình 80,79 ± 80,80 ± 79,73 ± 80,28 ± 80,80 ± 79,92 Hàm ẩm 0,87a 0,26a 0,82a 0,59a 0,23a ± 0,53a 50,76 ± 52,33 ± 51,98 ± 56,57 ± 52,42 ± 52,76 Protein 2,04a 1,68a 2,96a 6,10a 1,91a ± 0,89a 3 4,96 ± 4,80 ± 3,58 ± 5,04 ± 5,15 ± 4,95 ± Chất béo 0,52a 0,44a 1,57a 1,85a 0,68a 0,62a 20,32 ± 19,28 ± 22,09 ± 16,65 ± 17,91 ± 21,96 Glycogen 3,66ab 3,27ab 0,59b 0,32a 2,01ab ± 1,16b 13,40 ± 11,73 ± 9,71 ± 10,67 ± 12,07 ± 10,71 Chất tro 2,59a 0,30a 2,06a 4,03a 0,20a ± 2,39a Đồng thời theo một báo cáo của (Liu, Z et al,2008) về thủy phân hàu bằng Alcalase và bromelin, thành phần axit amin của C.
gigas trong nghiên cứu này được công bố ( bảng 1.2 : thành phần axit amin trong protein của C. gigas [17] Hàm Axit amin Tỷ lệ thành phần (%) lượng(µg/ml) Aspartate 25,3 8,2 Threonine 12,7 4,1 Serine 16,1 5,2 Glutamate 26,9 8,7 Glycine 17,2 5,6 Alanine 12,4 4,0 Cysteine 72,8 23,6 Valine 10,8 3,5 Isoleucine 20,2 6,6 Leucine 27,4 8,9 Tryptophan 20,4 6,6 Phenylalanine 22,5 7,3 Lysine 8,6 2,8 Histidine 4,5 1,4 Arginine 10,9 3,5 4 Thành phần axit amin trong protein thịt hàu chứa nhiều cysteine, aspartate, leucine, glutamate, isoleucine và tryptophan, đồng thời có chứa nhiều axit amin thiết yếu khác. Đặc biệt hàm lượng các axit amin cysteine, tyrosine, tryptophan, and phenylalanine cao, đây là các axit amin giúp tăng cường khả năng chống oxy hoá [11] 1.2 Tình hình nuôi hàu ở Việt Nam Hàu Thái Bình Dương phân bố tự nhiên ở vùng biển phía bắc của Nhật Bản. Chúng được di nhập đến nhiều quốc gia trên thế và cho đến nay được tìm thấy phổ biến ở vùng biển của Pháp, Anh, Mexico, Trung Quốc, Brazil….
Từ năm 2003, hàu Thái Bình Dương được nuôi ở 64 quốc gia trên thế giới đặc biệt là Trung Quốc, Nhật Bản, Triều Tiên, Đài Loan, Pháp, Mỹ, Canada… Hàu sữa được đưa vào nuôi thí điểm tại Việt Nam từ năm 2006 tại Vân Đồn, Quảng Ninh do doanh nhân Đoàn Quốc Việt, Chủ tịch Tập đoàn BIM khởi xướng và cho đến nay Vân Đồn trở thành trung tâm nuôi hàu sữa Thái Bình Dương lớn nhất toàn quốc với diện tích hàng ngàn héc ta mặt biển. Do điều kiện nuôi ở vùng biển Vân Đồn tốt nên những dây hàu sống khỏe, lớn nhanh, ruột to, béo, ngọt và hàm lượng dinh dưỡng cao vượt ngưỡng. Vụ thu hoạch đầu tiên, năm 2007, đã đạt gần 500 tấn hàu, 5 năm tiếp theo đạt trung bình 700 tấn/năm. Và cho đến nay vùng biển Vân Đồn hiện là trung tâm nuôi hàu Thái Bình Dương lớn nhất toàn quốc với diện tích hàng ngàn ha, sản lượng trên dưới 400.
Từ chỗ là đối tượng nuôi ngoại lai, chưa được người Việt tiêu dùng, hàu Thái Bình Dương đã dần chiếm lĩnh thị trường, mang lại doanh thu hàng trăm tỷ đồng/năm cho người nuôi và đang dần được nuôi trồng khắp các vùng biển của Việt Nam [36]. Với nguồn nguyên liệu lớn và dồi dào, việc phát triển các sản phẩm liên quan sẽ là một tiềm năng lớn nhằm nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm.2 Peptide chức năng 1.1 Định nghĩa peptide và peptide chức năng Peptide bản chất là các đoạn protein nhỏ, là sản phẩm của sự liên kết các axit amin hoặc thủy phân protein trong cơ thể, trong ống nghiệm hoặc quá trình chế biến thực phẩm… 5 Peptide chức năng có đặc điểm là khối lượng phân tử nhỏ (nhỏ hơn 10000 Da), gồm khoảng 2-20 axit amin liên kết nhưng có hoạt tính sinh học cao trong tế bào và cơ thể. Dưới đây ta đưa ra một ví dụ một peptide chức năng tên SCAP 1 gồm 5 axit amin với khối lượng MW=515,29Da đã được Umayaparvathi et al (2014) nghiên cứu tách chiết khi thuỷ phân thịt hàu [25]. Trình tự của các axit amin trong peptide SCAP 1 được biểu diễn như sau ( hình 1.
Leu Ala Asn Lys Ala Hình 1.3: Trình tự peptide chức năng SCAP 1 Đã có nhiểu nghiên cứu về các peptide có hoạt tính sinh học từ các nguồn khác nhau như cá hồi (Nguyễn Hà Trung, 2012; Trần Kiều Anh, 2017), Hạt bông (Dandan Gao et al, 2019), cá thu (Kong, You Yu et al, 2015), Sữa (Abd El-Fattah et al,2016) nhằm đánh giá các hoạt tính đa dạng của chúng. Theo (El-Fattah et al,2016) peptide chức năng tham gia tác động lên nhiều quá trình, nhiều hoạt động sinh lý của nhiều hệ cơ quan, chẳng hạn: Tác động lên hệ miễn dịch như là chất kháng thể chống lại vi khuẩn; Tác động lên hệ thần kinh nhờ hoạt tính opioid và kháng opioid; Tác động lên hệ cơ xương nhờ hoạt tính liên kết canxi; Tác động lên hệ tiêu hóa nhờ khả năng tạo phức với khoáng tạo thành chất kiểm soát thèm ăn hoặc tạo kháng thể, chất giảm đau, chất chống nấm; Tác động lên hệ tuần hoàn với vai trò là chất chống oxy hóa, hạ huyết áp huyết khối, hạ cholesterol, hạ lipit, phòng chống ung thư [1] …Trong khuôn khổ luận văn này, ta quan tâm tới hoạt tính chống oxy hoá và ức chế enzyme ACE.