ĐẶT VẤN ĐỀ Mục tiêu và định hướng của ngành công nghiệp lương thực, thực phẩm (food industry) trong thế kỷ XXI là sự hội nhập (integration) của khoa học công nghệ lương thực, thực phẩm với công nghệ sinh học (biotechnology) và y học nhằm tạo ra các sản phẩm mới có lợi cho sức khoẻ, tiện dụng, có chất lượng cao, an toàn về mặt vệ sinh thực phẩm. Các Thực phẩm chức năng – TPCN (functional foods) là một trong những sản phẩm mới này và chúng đã được phát triển rất nhanh chóng đồng thời đã được thương mại hoá rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là loại thực phẩm chức năng được sản xuất từ các loại rau, quả và nguồn tài nguyên thực vật. Do vậy, việc nghiên cứu và sản xuất TPCN đã đặt ra trước các nhà khoa học của các nước một lĩnh vực mới mẻ đầy triển vọng và hấp dẫn của thế kỷ 21 nhằm khai thác tiềm năng nguồn tài nguyên thiên nhiên nói chung và các sản phẩm nông nghiệp nói riêng. Các sản phẩm này, ngoài giá trị dinh dưỡng thông thường còn có thể phòng chống nguy cơ mắc các loại bệnh tật, đặc biệt là các bệnh hiểm nghèo như ung thư, xơ cứng động mạch, tiểu đường,.
Một trong những TPCN được chú ý nghiên cứu đi từ các loại rau thuộc Họ Chữ thập (Hiện nay gọi họ Cải – Brassicaceae) do trong các loại cây này có các hoạt chất lưu huỳnh có các hoạt tính sinh học quý giá, không những phòng chống một số chứng bệnh nguy hiểm mang tính thời đại như ung thư béo phì, Cholesterol cao,… mà còn có hiệu quả đối với chứng bệnh thường gặp cả ở người giàu và người nghèo: chứng bệnh đau dạ dày, tá tràng,… Một trong các hoạt chất quý giá là glucosinolate nhóm sulforaphane và Indol-3- carbinol. Việc nghiên cứu các hoạt chất có lưu huỳnh nói trên của các loại rau họ Cải (tên cũ là họ Chữ thập), đặc biệt là suplơ xanh, đã được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới, nhưng cho đến này chúng tôi chưa thấy có công trình nào công bố ở Việt Nam. Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng từ hợp chất có lưu huỳnh chiết xuất từ Súplơ và cải xanh trồng ở Việt Nam” là hoàn tòan cần thiết và đúng hướng. Công trình nghiên cứu này nhằm các mục tiêu sau đây: 1) Xác định hợp chất glucosinolate nhóm sulforaphane và nhóm Indol-3- carbinol ở 3 thời điểm sinh trưởng và phát triển: Mầm giá, thời kỳ hoa nụ và thời kỳ hoa nở 2) Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết xuất hoạt chất có lưu huỳnh từ Suplơ và cải xanh 3) Nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến 1 loại thực phẩm chức năng bằng cách phối chế các hoạt chất có lưu huỳnh chiết xuất được từ các loại rau nghiên cứu với bột nghệ vàng giàu curcumin, tumeric và ukon nhằm phục vụ cho nhóm người cao tuổi.
Hướng nghiên cứu này của đề tài rất phù hợp với xu thế của thế giới. Đề tài sẽ đóng góp phần khiêm tốn của mình về mặt lý luận cũng như thực tiễn trong lĩnh vực nghiên cứu hợp chất có lưu huỳnh của suplơ và cải xanh trồng ở Việt Nam. Đồng thời việc sử dụng chế phẩm của hợp chất lưu huỳnh thu được nhằm sản xuất một loại thực phẩm chức năng cũng sẽ có một ý nghĩa quan trọng trong việc phục vụ đời sống cộng đồng và tạo thị trường tiêu thụ cho các loại rau họ Cải của nông dân các vùng trồng rau, góp phần nhỏ bé của mình trong việc xóa đói giảm nghèo và cải thiện đời sống nhân dân. Sản phẩm TPCN của đề tài cũng sẽ góp phần trong sự nghiệp chăm sóc sức khoẻ cộng đồng, đặc biệt là trong việc phòng và hỗ trợ điều trị một số bệnh phổ biến như bệnh về tiêu hoá, bệnh về mắt, cao huyết áp, ung thư, v.
PHẦN I TỔNG QUAN TÀI LIỆU VỀ TPCN &CÁC LOẠI RAU HỌ CẢI I. Tình hình nghiên cứu sản xuất TPCN và TPCN từ rau Họ Cải trên thế giới và ở Việt Nam I. Tình hình nghiên cứu sản xuất các loại TPCN trên thế giới Những năm gần đây, nhờ những thành tựu mới của khoa học công nghệ một số nước đã tạo ra được các loại thực phẩm thuốc hay còn gọi là thực phẩm chức năng (functional food). Các nước Tây Âu gọi đây là dược phẩm dinh dưỡng (nutraceutics) hay thực phẩm bổ sung dinh dưỡng (food supplement), còn Trung Quốc gọi là thực phẩm bổ dưỡng bảo vệ sức khoẻ.
Các loại thực phẩm này nằm ở ranh giới giữa thực phẩm và thuốc chữa bệnh. Theo dự báo của các chuyên gia thì “thức ăn của con người trong thế kỷ XXI là thực phẩm chức năng”. Thức ăn không chỉ đảm bảo đủ calo, ngon, an toàn, mà còn phải chứa các hoạt chất sinh học (HCSH) tự nhiên cần cho sức khoẻ và sắc đẹp, không chỉ điều khiển được các hoạt động chức năng của từng bộ phận trong cơ thể, tạo cho con người khả năng miễn dịch cao, chống sự lão hoá, tăng tuổi thọ, mà còn giúp con người phòng chống được một số bệnh, kể cả ung thư. Thị trường thực phẩm chức năng là một trong những thị trường thực phẩm tăng trưởng nhanh nhất, hơn 10% hàng năm.
Riêng Mỹ chiếm tới 1/3 thị trường thế giới (khoảng 23 tỷ USD), thị trường Châu Âu đạt khoảng 19 tỷ USD, Châu Á đạt 6 tỷ USD,… Chỉ tính riêng các loại TPCN dùng các chất bổ sung có nguồn gốc từ cây cỏ, rau, quả ở Mỹ đã có giá trị là 3,5 tỷ USD. Các nước phát triển có xu hướng ưa chuộng các thực phẩm chức năng hơn là dùng thuốc, theo quan điểm phòng bệnh hơn chữa bệnh. Chính vì vậy, đa số các tập đoàn sản xuất thuốc đang chuyển sang sản xuất thực phẩm chức năng và tìm được đối tượng tiêu thụ lớn hơn. Các chuyên gia kinh tế đã tính toán rằng, doanh thu hàng năm của các loại thực phẩm chức năng đã vượt con số 100 tỷ USD.
Trong các nước láng giềng của Việt Nam thì Trung Quốc là nước có truyền thống sản xuất và sử dụng TPCN đi từ nguồn tài nguyên sẵn có trong nước, đặc biệt là các chất bổ sung có lợi cho sức khỏe từ các loại cây cỏ, rau quả. Vì vậy, TPCN của Trung Quốc rất đa dạng và phong phú không những được sử dụng phổ biến trong nước mà còn xuất khẩu rộng rãi khắp nơi trên thế giới. Chỉ tính đến năm 2002, Trung Quốc đã sản xuất 3418 sản phẩm TPCN có tác dụng đối với 24 chức năng xác định (giảm cholesterol, giảm mỡ trong máu, giảm đường trong máu, giảm huyết áp, tăng sức khỏe, sáng mắt, cải thiện hệ thống tiêu hóa, hệ thống tuần hoàn,… ). Trung Quốc đã xây dựng “Thung lũng thuốc” lớn nhất thế giới để sản xuất dược phẩm và TPCN và đồng thời là nước có nhiều thành công trong việc nâng cấp công nghệ y dược cổ truyền thành công nghệ cao.
Tại các nước trong khu vực, việc ứng dụng công nghệ sinh học (CNSH) trong sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng cũng đang được quan tâm như ở Thái lan, Malaysia. Đặc biệt Malaysia đã xây dựng Viện CNSH Dược phẩm nằm trong “Thung lũng sinh học - Bio Valley”. Những thành tựu của công nghệ enzyme - một mũi nhọn của CNSH đã tạo ra nhiều sản phẩm mới. Ngoài việc tạo ra các Peptid ngắn dùng trong TPCN để điều khiển hệ enzyme của cơ thể, như các dipeptid có tác dụng chống tăng huyết áp, tetrapeptid chống thụ thai, heptapeptid ức chế việc hình thành di căn, hexa-decapeptid kích thích sự tăng miễn dịch,.
người ta còn nghiên cứu sử dụng enzyme nội sinh như một chất xúc tác để tạo ra các sản phẩm theo ý muốn, như Myrosinase trong rau Họ cải thủy phân các glucosinolate tạo ra các Aglycon: sulforaphane và Indol-3-carbinol,. Có thể khẳng định rằng, ngày nay các loại thực phẩm chức năng, sẽ góp phần cụ thể hoá một nguyện vọng xa xưa của loài người trên trái đất: Thức ăn của chúng ta sẽ là những vị thuốc giúp chúng ta bảo vệ sức khỏe. Một số sản phẩm TPCN của thế giới trên thị trường Việt Nam Trên thị trường Việt Nam các sản phẩm TPCN rất phong phú và đa dạng, hầu hết nhập từ các nước phát triển như Mỹ, các nước châu Âu, Nhật Bản và Trung Quốc Mỹ (Ultimate Nutrition và Mega-Pro) đã đưa ra thị trường loại thực phẩm “làm đẹp” (cosmetic food). Một số thực phẩm “thông minh” đã xuất hiện có chứa các hoạt chất sinh học cần cho hoạt động của cấu trúc não bộ.
Các chế phẩm chống oxy hóa, chống lão hóa khá phong phú (Coenzyme Q10), được bào chế từ các hoạt chất sinh học như selen hữu cơ, carotenoid, các vitamin A, C, E, allicin, zingerol,. và các tiền hormone steroid (từ động vật) vốn có tác dụng khử các gốc tự do, kích hoạt các enzyme kháng oxy hoá trong cơ thể,. có tác dụng rất tốt trong việc chăm sóc vóc dáng và làn da của người. Các nước châu Âu cũng đã giới thiệu một số thực phẩm “thông minh” có chứa các hoạt chất sinh học cần cho hoạt động của cấu trúc não bộ.
Ngoài ra còn có dòng thực phẩm tăng cân Massive Whey, giúp cho người sử dụng luôn giữ được cơ thể cân đối và khỏe mạnh. Một số thực phẩm hỗ trợ các chức năng chống viêm nhiễm, chống lão hóa, tăng sức bền (Glutamin, Coenzyme Q10, Creatine Monohydrate) cũng đã xuất hiện. Các sản phẩm này giúp người sử dụng có một cơ thể mạnh khỏe, cân bằng, luôn ở trạng thái hưng phấn, sẵn sàng với công việc và lúc nào cũng thể hiện sự tươi trẻ. Có một số loại thực phẩm chức năng khác như TPCN hỗ trợ giảm mỡ, tăng cường hormone sinh dục (Died Ripped, Ultimate Burner, Ultra ripped, Tribulus.) cũng đã có mặt trên thị trường thế giới và đã được giới thiệu tại thị trường Việt Nam.
Nhật Bản (Công ty Sakyo) đã đưa ra thị trường loại thực phẩm “làm đẹp”, thức ăn mỹ phẩm (cosmetic food) và nhiều sản phẩm kỳ diệu khác như: Đồ uống có ga cho người có quá nhiều axit và huyết áp cao; chế phẩm từ vây cá mập làm tăng khả năng miễn dịch cho cơ thể; chế phẩm từ thịt rùa có khả năng chống tai biến mạch máu não. Trung Quốc có các sản phẩm TPCN nhiều nhất ở Việt Nam như: Hải văn huyết nguyên (chế biến từ con ốc vằn); Tinh hoa khẩu phục dịch (dung dịch uống từ hoạt chất có cấu trúc phân tử 1-6 fructose diphosphate); Dung dịch cường lực sĩ (thuốc bổ thận); Viên nang ngự lộc tinh (từ máu hươu + giao cổ lan + phục linh); chế phẩm Khang Thai (sản phẩm hợp tác Mỹ - Trung Quốc dùng cho vận động viên), vv.