Nghiên cứu về ảnh hưởng của axit shikimic trong thực phẩm

Axit shikimic, còn được gọi là (3R,4S,5R)-3,4,5-trihydroxy-1-cyclohexene-1-carboxylic acid, là một axit carboxylic có trong nhiều loại thực vật và vi sinh vật. Nó đóng vai trò trung tâm trong quá trình shikimate, một con đường trao đổi chất quan trọng cho sự tổng hợp các axit amin thơm (phenylalanine, tyrosine và tryptophan) ở thực vật, vi khuẩn và nấm. Trong thực vật, axit shikimic được tìm thấy nhiều trong quả hồi, đặc biệt là quả hồi Việt Nam (Illicium verum). Nồng độ axit shikimic có thể thay đổi tùy thuộc vào giống, điều kiện sinh trưởng và phương pháp thu hoạch. Theo nghiên cứu của Bùi Thị Bích Ngọc, quả hồi Việt Nam có hàm lượng axit shikimic đáng kể, mở ra tiềm năng khai thác lớn cho ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

Lịch sử nghiên cứu về axit shikimic bắt nguồn từ thế kỷ 19, nhưng chỉ đến những năm gần đây, khi dịch cúm gia cầm H5N1 bùng phát, hợp chất này mới thực sự được biết đến rộng rãi nhờ vai trò then chốt trong sản xuất Tamiflu. Hiện nay, axit shikimic đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm: Thực phẩm chức năng: Bổ sung axit shikimic vào thực phẩm nhằm tăng cường lợi ích sức khỏe. Dược phẩm: Phát triển các loại thuốc mới dựa trên axit shikimic với tiềm năng kháng virus, kháng khuẩn. Mỹ phẩm: Sử dụng axit shikimic trong các sản phẩm chăm sóc da nhờ khả năng kháng viêm và chống oxy hóa.

Sự phụ thuộc lớn vào quả hồi làm nguồn cung axit shikimic tạo ra nhiều rủi ro. Biến động về sản lượng quả hồi có thể dẫn đến tình trạng thiếu hụt nguồn cung và tăng giá axit shikimic, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất Tamiflu và các sản phẩm khác. Ngoài ra, việc khai thác quả hồi quá mức có thể gây ra tác động tiêu cực đến môi trường và đa dạng sinh học. Do đó, cần đa dạng hóa nguồn axit shikimic và tìm kiếm các giải pháp thay thế quả hồi.

Các phương pháp chiết xuất axit shikimic hiện nay thường sử dụng dung môi hữu cơ hoặc quy trình sắc ký, đòi hỏi trang thiết bị hiện đại và kỹ thuật viên có trình độ cao. Chi phí chiết xuất axit shikimic có thể chiếm một phần đáng kể trong giá thành sản phẩm, làm giảm tính cạnh tranh của các sản phẩm chứa axit shikimic. Do đó, cần nghiên cứu và phát triển các phương pháp chiết xuất axit shikimic hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường.

Nghiên cứu tập trung vào xây dựng quy trình công nghệ khai thác đồng thời tinh dầu và axit shikimic từ quả hồi Việt Nam. Phương pháp này không chỉ tận dụng tối đa giá trị của quả hồi mà còn giảm chi phí sản xuất bằng cách tích hợp các công đoạn chiết xuất và tinh chế. Quy trình bao gồm các bước như: Xử lý nguyên liệu, chiết xuất bằng dung môi, tách tinh dầu, thu hồi axit shikimic, và tinh chế. Kết quả nghiên cứu cho thấy quy trình này có hiệu quả cao và có thể áp dụng trong quy mô công nghiệp. Tinh chế axit shikimic sẽ tăng hiệu quả về tác dụng cũng như lợi ích sức khỏe.

Để tối ưu hóa quy trình chiết xuất và tinh chế axit shikimic, cần nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm, chẳng hạn như: Loại dung môi sử dụng, tỷ lệ dung môi/nguyên liệu, nhiệt độ chiết xuất, thời gian chiết xuất, phương pháp tinh chế (sắc ký, kết tinh, v.v.). Các phương pháp phân tích hiện đại như HPLC (sắc ký lỏng hiệu năng cao) và GC-MS (sắc ký khí-khối phổ) có thể được sử dụng để đánh giá hàm lượng và độ tinh khiết của axit shikimic trong các mẫu.Việc chiết xuất axit shikimic hiệu quả giúp tận dụng được tối đa nguồn tài nguyên quý giá.

Các nghiên cứu in vitro và in vivo đã chứng minh rằng axit shikimic có khả năng kích thích hoạt động của các tế bào miễn dịch, như tế bào T và tế bào NK (tế bào giết tự nhiên), giúp cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh. Ngoài ra, axit shikimic còn có tác dụng kháng viêm, giúp giảm các triệu chứng viêm nhiễm trong cơ thể. Điều này mở ra tiềm năng sử dụng axit shikimic trong các sản phẩm thực phẩm chức năng hỗ trợ điều trị các bệnh viêm nhiễm mãn tính. Nghiên cứu sâu hơn về axit shikimic và hệ miễn dịch là rất cần thiết.

Axit shikimic có thể được bổ sung vào nhiều loại thực phẩm, như đồ uống, thực phẩm bổ sung, bánh kẹo, và các sản phẩm chế biến sẵn. Tuy nhiên, cần chú ý đến hương vị và độ ổn định của axit shikimic trong quá trình chế biến thực phẩm. Các nhà sản xuất cần nghiên cứu và phát triển các công thức thực phẩm phù hợp để đảm bảo axit shikimic vẫn giữ được tác dụng và không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Cần lưu ý về liều dùng axit shikimic trong thực phẩm để đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.

Cơ chế tác động của axit shikimic trong việc kháng virus liên quan đến việc ức chế enzyme neuraminidase, một enzyme quan trọng cho sự phát triển và lây lan của virus cúm. Tamiflu, một loại thuốc kháng virus cúm phổ biến, hoạt động dựa trên cơ chế này. Axit shikimic có thể được sử dụng để tổng hợp các loại thuốc kháng virus mới hoặc bổ sung vào các liệu pháp điều trị cúm hiện có. Cần có thêm nghiên cứu để hiểu rõ hơn về axit shikimic và kháng virus.

Một số nghiên cứu in vitro và in vivo đã cho thấy axit shikimic có khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư trong một số loại ung thư nhất định, như ung thư vú, ung thư phổi, và ung thư ruột kết. Cơ chế tác động của axit shikimic trong việc kháng ung thư có thể liên quan đến việc ức chế sự tăng sinh tế bào, gây apoptosis (chết tế bào theo chương trình), và ngăn chặn sự hình thành mạch máu mới nuôi khối u. Tuy nhiên, cần có thêm nhiều nghiên cứu lâm sàng axit shikimic và ung thư để xác nhận những kết quả này và đánh giá an toàn thực phẩm axit shikimic.

Với tiềm năng khai thác axit shikimic từ quả hồi, Việt Nam có cơ hội phát triển một ngành công nghiệp mới, tạo ra giá trị gia tăng cho nông sản và đóng góp vào sự phát triển kinh tế. Tuy nhiên, để hiện thực hóa tiềm năng này, cần có sự đầu tư vào nghiên cứu, công nghệ, và đào tạo nguồn nhân lực. Đồng thời, cần xây dựng các tiêu chuẩn chất lượng và quy trình kiểm soát an toàn thực phẩm axit shikimic để đảm bảo uy tín của sản phẩm Việt Nam trên thị trường quốc tế. Sản xuất axit shikimic cần được chú trọng để phát triển bền vững.

Các hướng nghiên cứu tiếp theo về axit shikimic trong thực phẩm cần tập trung vào: Đánh giá tác dụng của axit shikimic đối với các bệnh mãn tính. Nghiên cứu về cơ chế tác động của axit shikimic ở cấp độ phân tử. Xác định liều dùng axit shikimic tối ưu cho từng đối tượng. Đánh giá an toàn thực phẩm axit shikimic trong thời gian dài. Phát triển các phương pháp chế biến thực phẩm giúp bảo tồn axit shikimic. Những nghiên cứu này sẽ giúp khai thác tối đa lợi ích sức khỏe của axit shikimic và đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng.