CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về isoflavone 1. Nguồn gốc, đặc điểm, tính chất, cấu trúc và hoạt tính của isoflavone a) Nguồn gốc, đặc điểm Isoflavone là phytoestrogen có nhiều trong các thành phần của thực vật tự nhiên. Hơn 300 loài thực vật, bao gồm cả rễ và đặc biệt là hạt của chúng có chứa isoflavone.
Các nguồn chứa isoflavone nhiều hơn cả ở cây họ đậu, bông cải xanh, súp lơ, lúa mạch…và đậu nành là nguồn chính chứa isoflavone. Ngoài ra, chất chiết xuất từ rượu vang đỏ chứa một lượng nhỏ isoflavone và thực vật tự nhiên như: cỏ ba lá đỏ, mầm cỏ linh lăng, và hạt lanh đều chứa isoflavone. Trong số các nguồn trên thì đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành là một trong những nguồn giàu isoflavone nhất[12]. b) Tính chất, cấu trúc Isoflavone là các chất hữu cơ thuộc nhóm polyphenol (các chất có nhiều vòng phenyl) có liên quan với các flavonoid (isoflavone và flavonoid khác nhau ở vị trí gắn của vòng benzen) (Kaufman và cs.
Các isoflavone có hoạt tính chống oxy hóa và được coi là các chất ứng dụng trong điều trị ung thư (Salakka và cs. Cấu trúc cơ bản của isoflavone gồm 2 vòng benzen: Avà B nối với dị vòng pyron C [9].1 Cấu trúc hóa học của isoflavone Hình 1.1 Cấu trúc hóa học của Isoflavone[9]. 3 | Page Isoflavone có đến 12 đồng phân được phân lập từ đậu nành và được xếp vào 4 nhóm chính cụ thể như sau: ❖ Aglycones (daidzein, genistein, glycitein).2: Cấu trúc hóa học của các aglucones ❖ B-glucosides (daidzin, genistin, glycitin).3: Cấu trúc hóa học của các 𝛽- Glucozit ❖ Malonyl-glucosides (malonyl-daidzin, malonyl-genistin, malonyl- glycitin). 4 | Page ❖ Acetyl-glucosides (acetyl-daidzin, acetyl-genistin, acetyl-glycitin).
Cấu trúc hóa học của các isoflavone của 4 nhóm trên được cho ở bảng 1.1 bởi tác giả Mortensen cùng các cộng sự. Trong đó, hai hợp chất isoflavone quan trọng nhất là daidzein và genistein. Danh sách của các isoflavones[9], [3]. Tên R1 R2 R3 Daidzein H H H Glycitein H OCH3 H Genistein OH H H Daidzin H H Glucosyl Glycitin H OCH3 Glucosyl Genistin OH H Glucosyl Acetyl hoặc Glucosyl-COCH3 hoặc H H Manolyl daidzin Glucosyl-COCH2COOH Acetyl hoặc Glucosyl-COCH3 hoặc H OCH3 Manolyl glycitin Glucosyl-COCH2COOH Acetyl hoặc Glucosyl-COCH3 hoặc OH H Manolyl genistin Glucosyl-COCH2COOH Các hoạt chất có tác dụng “phytoestrogen” chủ yếu là daidzin và genistin.
Daidzin và genistin là những phân tử lớn, tan tốt trong nước, tính phân cực cao nên khó hấp thu qua ống tiêu hóa. Muốn cho dễ hấp thu và có giá trị sinh học, phải thủy phân chúng thành các aglycone, tức làm mất thành phần glycozit trong phân tử. Muốn vậy, cần có xúc tác enzyme đặc hiệu là glycosidase. Ống tiêu hóa của người không tạo ra được glycosidase, nên cơ thể không thể thủy phân được isoflavone.
Do đó, isoflavone 5 | Page chưa có giá trị sinh học. Ngược lại, một số tạp khuẩn định cư trong ruột sẽ tạo ra được enzyme glycosidase cần cho quá trình thủy phân nêu trên, giúp cho isoflavone được hấp thụ. Các aglycone sẽ được hấp thu ở ruột non. Lactobacillus sporogenes là vi khuẩn chính sản xuất glycosidase, giúp cân bằng tạp khuẩn ruột, xúc tác cho thủy phân daidzin và genistin sang daidzein và genistein có hoạt tính phytoestrogen [10].
Các phytoestrogen có nhiều tác dụng sinh học khác nhau. Một trong những tác dụng quan trọng là gắn thuốc chỉ vào các thụ thể estrogen đặc hiệu, sau đó kích thích thụ thể tạo nên “tác dụng estrogen”. Vai trò, ứng dụng của isoflavone a) Tác dụng trên chuyển hóa của xương Nhiều nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ gãy xương do loãng xương ở phụ nữ Châu Á thấp hơn hẳn so với các nước ở phương Tây. Sự khác biệt này có liên quan tới sử dụng nhiều thức ăn chế biến từ đậu nành.
Hiệu lực của isoflavone từ đậu nành trên quá trình dinh dưỡng của xương ở phụ nữ sau mãn kinh đã cho thấy tăng có ý nghĩa về mật độ khoáng ở xương (BMD) tới các đốt sống L2-L4 khi so sánh với phụ nữ theo chế độ ăn nghèo đậu nành. Hiệu lực của isoflavone đậu nành trên chuyển hóa của xương cũng được khẳng định trong các nghiên cứu lâm sàng khác và còn được xác minh qua các nghiên cứu trên chuột cống cắt bỏ buồng trứng. Isoflavone còn làm giảm nguy cơ loãng xương nhờ ức chế được hoạt tính của hủy cốt bào, nên có tác dụng hiệp đồng chống tiêu xương nhờ hoạt tính estrogen của thuốc này[10]. b) Tác dụng trên tim mạch Chế độ dinh dưỡng giàu đậu nành sẽ làm giảm nguy cơ bệnh động mạch vành (CHD).
Isoflavone đậu nành có những tác động khác nhau chống rối loạn lipit-máu ở người mãn kinh, có thể cắt giảm được nguy cơ co tim mạch. Đậu nành và các chất chiết xuất của đậu nành cũng có những tác dụng khác có lợi cho tim mạch, đã được sơ kết bởi nhóm các chuyên gia Hội Mãn kinh Bắc Mỹ [7], [10]: Làm giảm huyết áp tâm trương. 6 | Page Làm giảm cholestreron toàn phần, giảm cholestreron “xấu” (tức LDL – cholestreron), giảm triglyxerid, tăng HDL – C, giảm tỷ số cholestreron toàn phần/HDL – C, giảm tỷ số LDL – C/ HDL – C. Chống tiểu cầu.
Ngăn chặn sự tiến triển của các mảng xơ vữa. Cải thiện tính đàn hồi động mạch. Chống oxy hóa, loại bỏ các gốc tự do, đối kháng với tác hại của sự lipoperoxy hóa của lecithin và của LDL – cholesterol sản sinh ra các sản phẩm cuối cùng có hại, vì các sản phẩm này có ái lực rất cao với thành động mạch và gây ra những mảng xơ vữa. c) Tác dụng trên các chức năng nhận thức Liệu pháp thay thế hormon (HRT) đã chứng tỏ có tác dụng thuận lợi trong điều trị sự suy giảm nhận thức và sa sút trí tuệ ở phụ nữ cao tuổi.
Vì vậy, có thể suy ra là phytoestrogen cũng có thể có các lợi ích tương tự [10]. d) Tác dụng trên các khối u phụ thuộc hormone Tỷ lệ một số loại u phụ thuộc hormone (như u ở màng trong tử cung, ở vú, buồng trứng) thay đổi rất rõ rệt, nhưng tỷ lệ này rất thấp ở phụ nữ châu Á. Nhận xét này về dịch tễ cho thấy có liên quan đến chế độ dinh dưỡng giàu đậu nành ở dân cư châu Á. Các nghiên cứu về thực nghiệm và lâm sàng đã chứng minh hiệu lực của phytoestrogen làm giảm nguy cơ ung thư ở màng trong tử cung, ở vú và buồng trứng.
Kết quả chưa hoàn toàn chắc chắn, cần các nguyên cứu tiếp theo để mang lại một kết luận rằng isoflavone từ đậu nành có thể ngăn ngừa hữu hiệu các loại u nêu trên. Nhưng chắc chắn rằng isoflavon từ đậu nành không làm tăng nguy cơ ung thư mặc dù isoflavone có tác dụng estrogen [10]. Giới thiệu về bã đậu nành Bã đậu nành (tên tiếng Nhật là okara) là một sản phẩm phụ được tạo ra trong quá trình sản xuất đậu phụ hoặc sữa đậu nành. Okara có nghĩa là phần cặn vỏ.
Ở mỗi nước có cách gọi khác nhau như tại Trung Quốc, okara được biết đến rộng rãi nhất như douzha (cặn đậu nành), đậu phụ Zha (cặn đậu phụ) ngoài ra cũng được gọi là cặn đậu phụ Zha- 7 | Page tsu. Đến nay thuật ngữ okara là từ chung để sử dụng cho bã đậu nành. Đây là phần bã và các chất dinh dưỡng khác không tan trong nước còn lại sau khi tách khỏi dịch các chất tan có màu trắng hay trắng ngà nằm trên mặt lưới sau khi lọc sữa (Shurtleff el al, 2004) [11]. Bã đậu nành được thu nhận thông qua quá trình ly tâm từ đậu nành sau sản xuất đậu phụ hoặc sữa đậu nành.
Cứ khoảng 1,1÷1,2kg bã đậu nành tươi được tạo ra từ quá trình sản xuất 1kg đậu nành (Khare và cs. Số lượng rất lớn của okara sản xuất hàng năm gây ra một vấn đề xử lý đáng kể. Okara đôi khi được sử dụng làm thức ăn chăn nuôi nhưng hầu hết là bán phá giá và bị đốt cháy như chất thải. Tuy nhiên, trong thành phần của okara chứa nhiều xơ và các chất khác: protein, lipit,… Các thành phần khác cũng có khả năng hiện diện trong okara bao gồm: isoflavone, lignans, phytosterol, coumestans, saponin và phytates.
Hiện nay, các nghiên cứu cho thấy okara có chức năng ngăn ngừa: bệnh tiểu đường, tăng lipid máu, béo phì và có các hoạt động chống oxy hóa. Vì vậy, okara có thể được sử dụng như một thành phần chức năng với các thuộc tính tăng cường sức khỏe. Đồng thời, việc nghiên cứu okara còn có một ý nghĩa to lớn trong việc giải quyết vấn đề về môi trường. Đặc điểm của bã đậu nành[11] Okara bao gồm chủ yếu là các chất không hòa tan từ đậu tương.
Do đó, nhiều celluloses và hemicelluloses, protein và chất béo. Trong bã chứa một lượng lớn chất xơ như: cellulose, hemicellulose và lignin chiếm khoảng 50%, khoảng 25% protein, dầu 10÷15%, ít tinh bột và carbohydrate đơn giản, tro 3,5%. Những nghiên cứu liên quan đến bã đậu nành trong công nghiệp thực phẩm Trong bã đậu nành ngoài thành phần có giá trị hòa tan và không hòa tan như: chất xơ, protein, chất béo,…thì trong thành phần còn chứa một hoạt chất rất quan trọng, đó là isoflavone. Isoflavones thuộc về một nhóm lớn các polyphenol, đóng một vai trò quan trọng trong sức khỏe con người.
Những tên gọi như các thành phần hoạt tính sinh học thường hiện diện với lượng thấp trong thực phẩm, nhưng có một giá trị cao do chúng 8 | Page ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Isoflavones có vai trò trong việc chữa bệnh ung thư vì có liên quan đến hormone, loãng xương, và hậu hội chứng mãn kinh. Isoflavones chiếm khoảng 0,1% vật chất khô của okara, mỗi năm nếu số lượng lớn các okara bỏ đi, thì đồng nghĩa với một lượng lớn isoflavones bị lãng phí. Chính vì thế, mà ngày càng có nhiều công trình nghiên cứu về hoạt chất quý này trong và ngoài nước.
Hiện nay trên thế giới, các nghiên cứu cho thấy okara có chức năng ngăn ngừa bệnh tiểu đường, tăng lipid máu, béo phì và các hoạt động chống oxy hóa. Vì vậy, nó có thể được sử dụng như một thành phần chức năng với các thuộc tính tăng cường sức khỏe. Người ta tiến hành sấy okara tươi và nghiền ra thành bột nhằm thay thế một phần bột mì để sản xuất bún và bánh mì, cung cấp lợi ích cho người tiểu đường. Okara cũng có thể được sử dụng trực tiếp như là một sản phẩm thực phẩm, chẳng hạn như okara tempeh thường được sử dụng phổ biến ở Indonesia.
Tuy nhiên, việc chấp nhận okara là sản phẩm thực phẩm cũng còn hạn chế chính vì thế mà đa phần chúng được sử dụng làm thức ăn gia súc hoặc bị bỏ đi.