LỜI MỞ ĐẦU Isoflavone là hợp chất polyphenolic, có nguồn gốc từ phytoestrogen thực vật. Isoflavone là hoạt chất có cơ chế hoạt động và chức năng gần giống như nội tiết tố nữ estrogen ở người, vì thế các nhà khoa học gọi là estrogen thảo mộc (plant estrogen). Isoflavone rất nhiều chức năng có lợi cho cơ thể con người, duy trì tuổi thanh xuân cho phụ nữ, giảm được ung thư vú, ung thư cổ tử cung, giảm được hàm lượng cholesterol, phòng tránh được các bệnh về tim mạch, loãng xương, giảm được các triệu chứng mãn kinh như bốc hỏa, đổ mồ hôi, trầm cảm.Cho nên isoflavone được bổ sung vào trong các thực phẩm chức năng để cải thiện sức khỏe của con người. Nguồn nguyên liệu để sản xuất isoflavone rất phong phú như hạt ngũ cốc, rau quả, nhưng đậu nành là nguồn nguyên liệu chủ yếu bởi vì hàm lượng isoflavone trong đậu nành khá cao đặc biệt trong đậu nành nảy mầm.
Cùng với hàng ngàn dược liệu quý có ở Việt Nam, đậu nành là một trong những dược liệu quý, đậu nành đã được biết đến là thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao vì chứa hàm lượng protein cao hơn bất kỳ loại nông sản nào. Trong đậu nành còn chứa rất nhiều khoáng chất, các sinh tố B đặc biệt là các hóa chất thảo mộc có khả năng ngăn ngừa trị liệu bệnh tật. Điều này làm các nhà khoa học say mê nghiên cứu là khám phá ra các hóa thảo mộc có trong đậu nành và những ứng dụng của chúng trong lĩnh vực y khoa trị liệu, trong đó các isoflavones là loại hóa chất thảo mộc mang lại nhiều ứng dụng. Đồng thời, với mong muốn đóng góp một phần vào kho tư liệu của nhà nước, chính vì vậy mà em tiến hành thực hiện đề tài: “Bước đầu xác định sáu hợp chất isoflavone có trong hạt đậu nành bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao - HPLC” CHƢƠNG I.
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐẬU NÀNH [3] 1. Nguồn gốc và đặc điểm a) Nguồn gốc Giới : Plantae Ngành: Magnoliophyta Lớp: Magnoliopsida Bộ: Fabales Họ: Fabaceae Phân họ: Faboideae Chi: Glycine Loại: G. Cây đậu nành (nguồn: tác giả) Đậu tương hay đỗ tương, đậu nành (tên khoa học Glycine max (L) Merrill) là loại cây họ Đậu (Fabaceae) giàu hàm lượng protein, trên thế giới có 1000 loại đậu tương với nhiều đặc điểm khác nhau, hạt đậu nành có giá trị dinh dưỡng và kinh tế rất cao.
Quả đậu dài có nhiều lông vàng, mỗi quả có từ 1-4 hạt, thông thường có 2-3 hạt. Hạt hình cầu hay hình bầu dục, có màu sắc thay đổi tùy theo giống cây trồng (màu vàng, đen, nâu, xanh). Trọng lượng một hạt đậu tương thay đổi từ 20- 400mg/hạt. b) Đặc điểm Hình dạng: hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau từ tròn tới thon và dẹt.
Màu sắc: vàng xanh, xám, nâu hoặc đen và các màu trung gian. Phần lớn màu vàng, loại đậu nành màu vàng là loại tốt nên thường được ưa chuộng. Kích thước: có 3 loại, to là loại 1000 hạt nặng 300g trở lên, trung bình là loại 1000 hạt nặng 100 - 300g, nhỏ là loại 1000 hạt nặng dưới 150g. Cấu trúc hạt đậu nành gồm 3 thành phần: + Vỏ (chiếm 8%) là lớp ngoài cùng có chức năng bảo vệ phôi khỏi nấm và chống nhiễm vi khuẩn trong quá trình tồn trữ, có nhiều màu khác nhau nhưng đặc trưng cho từng loại giống thường có màu vàng hay màu trắng.
Màu sắc của hạt thay đổi tùy theo giống và là đặc điểm để phân biệt giống, vỏ hạt chứa sắc tố anthocyanin tùy theo hàm lượng sắc tố này mà hạt có 4 màu khác nhau: vàng, nâu, xanh, đen. 1 + Phôi ( chiếm 2%) là phần sinh trưởng của hạt khi lên mầm, chứa hai lá mầm và có chức năng dự trữ dinh dưỡng. Ngoài ra, phôi có 3 bộ phận khác: rễ mầm, trụ dưới lá mầm và trụ trên lá mầm. + Nhân (hay tử diệp chiếm 90%) gồm 2 lá mầm tích trữ lượng liệu của hạt, chiếm phần lớn khối lượng hạt, chứa lượng đạm và dầu cao nhất trong toàn hạt.
Hình ảnh hạt đậu nành (nguồn: tác giả) Giống đậu nành Đ2101- tại địa bàn Quảng Nam, huyện Đại Lộc: + Thời gian gieo trồng trung bình (90-100 ngày), có khả năng sinh trưởng phát triển tốt, cứng, chống chịu sâu, bệnh tốt, thích hợp với gieo trồng cho vụ Xuân (gieo từ tháng 11 âm lịch đến tháng 2) và vụ Đông. + Có số quả/ cây nhiều từ 38-42 quả và có khối lượng hạt lớn (170-185 gam), hạt màu vàng đẹp, có chất lượng hạt khá (protein 41,0% và lipit 19,9%). Hình ảnh giống đậu nành Đ2101 (nguồn: tác giả) 1. Thành phần hóa học trong đậu nành 2 8% nước 35-45% chất đạm với đủ các loại amino acid cần thiết (isoleucin, 5% chất vô cơ lysin, methionin, pheny lalanin, 15-25% glucose tryptophan, valin) 15-20% chất béo Các vitamin A, B1, B2, D, E, F, Nhiều sinh tố, khoáng chất, Ca, các enzyme, sáp nhựa, cellulose.
Fe, Mg, P, K, Na, S Hạt đậu nành là thành phần có giá trị sử dụng cao nhất vì nó không những chứa đầy đủ chất dinh dưỡng cần thiết mà còn tồn tại các hóa thảo mộc có tác dụng phòng ngừa và điều trị bệnh đặc biệt là các căn bệnh thời đại như: bệnh ung thư, các bệnh liên quan đến tim mạch. Thành phần và cấu trúc của từng thành phần trong hạt đậu tương phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm giống, mùa vụ, vùng địa lí, và môi trường. Thành phần tổng quát của đậu nành được trình bày trong bảng dưới đây. Thành phần hóa học của đậu nành Tỷ lệ khối Thành phần Tỷ lệ phần trăm (%) lượng Protein Lipit Cacbonhydate Tro Lá mầm 90 43 23 43 5 Vỏ 8 9 1 86 4.3 Trụ dưới lá mầm 2 41 11 43 4.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ISOFLAVONE 1. Nguồn gốc Isoflavone Isoflavone có nguồn gốc phytoestrogen thực vật thuộc nhóm các hợp chất flavonoid. Chúng là các hợp chất phenolic, có cấu trúc và sự vận hành giống như estrogen ở người, vì thế còn được gọi là estrogen thảo mộc. Trong tự nhiên, các isoflavone được thấy có nhiều trong các loại thực vật như: các loại đậu khác nhau, 3 cỏ ba lá đỏ, cỏ linh lăng, củ sắn dây.
trong đó hàm lượng cao nhất là ở đậu nành và các thực phẩm có chứa đậu nành [10]. Ở cây đậu nành, isoflavone có trong toàn bộ các phần: hạt, lá, cuống, mầm và rễ. Trong hạt đậu nành thì phôi có hàm lượng isoflavone cao nhất. Thành phần hóa học, tính chất, cấu trúc của isoflavone Isoflavone là các chất hữu cơ thuộc nhóm polyphenolic (các chất có nhiều vòng phenyl) có liên quan với các flavonoid (isoflavone và flavonoid khác nhau ở vị trí gắn của vòng benzen) và nó có nhiều lợi ích cho sức khỏe [10], [3].
Cấu trúc cơ bản của isoflavone gồm 2 vòng benzen: A và B nối với dị vòng pyron C. Cấu trúc hóa học của isoflavones [1] Isoflavone trong hạt đậu nành tồn tại ở dạng tự do (aglucon) và dạng liên kết (glucosid), bao gồm: daidzin, genistin, glycitin, các malonyl và axetyl tương ứng của chúng, trong một số trường hợp chúng có mặt ở cả 4 dạng hóa học với mỗi dạng có chứa ba đồng phân và tạo nên 12 loại cụ thể: 1. Cấu trúc hóa học của các aglucon 2. 6 Cấu trúc hóa học của các - Glucozit 3.
Acetyl-glucosides (acetyl-daidzin, acetyl-genistin, và acetyl-glycitin) Cấu trúc hóa học của các isoflavone của 4 nhóm trên được cho ở bảng 1.2 bởi tác giả Mortensen cùng các cộng sự. Danh sách của các isoflavones [1],[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 H OCH3 Glucosyl-COCH3 hoặc 5 Manolyl glycitin Glucosyl-COCH2COOH Acetyl hoặc Glucosyl-COCH3 hoặc OH H Manolyl genistin Glucosyl-COCH2COOH Có hai loại isoflavone quan trọng trong đậu nành là daidzein và genistein, hợp chất này có cấu trúc hóa học gần giống kích thích tố nữ estrogen. Còn được gọi là estrogen thực vật (phytoestrogen).
Estrogen thực vật có tác dụng tương tự như estrogen tự nhiên nhưng yếu hơn. Genistin và daidzin là những phân tử tương đối lớn, tan tốt trong nước, tính phân cực cao, nên khó hấp thu qua ống tiêu hóa. Muốn cho dễ hấp thu và trở nên có giá trị sinh học, phải thủy phân chúng thành các aglycon, tức làm mất thành phần glycozit trong phân tử. Muốn vậy, cần có xúc tác các enzym đặc hiệu là glycosidese.
Ống tiêu hóa của người không tạo được glycosidase, nên cơ thể không thể thủy phân được isoflavone và isoflavone chưa có giá trị sinh học. Ngược lại, một số tạp khuẩn định cư trong ruột sẽ tạo glycosidase cần cho quá trình thủy phân nêu trên, giúp cho sự hấp thụ các isoflavone.Các aglycon sẽ hấp thu ở ruột non. Nồng độ đỉnh của aglycon trong máu chỉ đạt được 4-6 giờ sau khi uống chất chiết xuất từ hạt đậu nành, tức là khi các glycozit đã được thủy phân qua xúc tác enzym của tạp khuẩn tại ruột. 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”.
Cùng với tác dụng hiệu quả tổng hợp của các hợp chất trong đậu nành khi dùng làm thực phẩm, người ta cho rằng isoflavone giúp làm giảm nguy cơ ung thư ngực, ung thư ruột, các nghiên cứu trên động vật đã chứng minh sử dụng các sản phẩm đậu tương đã ức chế được ít nhất 5% khả năng ung thư. Nhiều nghiên cứu cho thấy đậu nành chứa nhiều isoflavone và được coi là thực phẩm gia tăng nữ tính và bảo vệ phụ nữ giảm chứng bệnh như: tim mạch, rối loạn tiền mãn kinh, ung thư và loãng xương. nên đậu nành còn được mệnh danh là “thần dược” của phụ nữ. Tác dụng của isoflavone trong phòng và điều trị bệnh [3], [5] Nghiên cứu cho thấy những tác dụng có lợi của isoflavone có trong hạt đậu nành trên các triệu chứng vận mạch ở tuổi mãn kinh: isoflavone trong đậu nành làm giảm cường độ bốc hóa, giảm số lần làm đổ mồ hôi đem, mang lại lợi ích hiển nhiên nâng cao chất lượng sống của phụ nữ mãn kinh.
Isoflavone đậu nành không gây thay đổi có ý nghĩa về FSH hoặc về độ dày của màng trong tử cung, không thấy tăng các tác dụng phụ estrogen không mong muốn. 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 ở các nước phương Tây. Sự khác biệt này có liên quan tới sử dụng nhiều thức ăn chế từ đậu nành.