ĐẶT VẤN ĐỀ Xã hội ngày càng phát triển, con người càng bị cuốn vào nhịp sống hối hả để theo kịp với sự phát triển ấy. Chính điều đó đã khiến nhiều người không có đủ thời gian để chăm sóc bản thân, bỏ qua những điều tưởng như nhỏ bé nhưng vô cùng quan trọng, đố là bữa ăn hàng ngày. Nhiều người chỉ lựa chọn thực phẩm rất qua loa, không quan tâm đến chất lượng hay hàm lượng dinh dưỡng của những thực phẩm họ ăn uống, hay chọn những thực phẩm được chế biến sẵn nhằm giảm bớt thời gian cho việc ăn uống và nấu nướng. Thói quen tưởng như vô hại này vô tình dẫn đến nhiều hậu quả không mong muốn, nguyên nhân là do không phải loại đồ ăn nào cũng an toàn với sức khỏe người dùng.
Nếu chúng gây ngộ độc ngay lập tức, ta có thể dễ dàng nhận biết và né tránh, tuy nhiên có nhiều loại thực phẩm gây hại từ từ, vì thứ gây hại bên trong những loại thực phẩm ấy là những tác nhân gây bệnh âm thầm, hoặc chỉ gây bệnh nếu bệnh nhân dùng quá nhiều. Đây mới chính là những yếu tố mang lại nhiều hậu quả nhất từ đến từ thực phẩm. Cholesterol chính là một trong những yếu tố như vậy, đã và đang gây ra rất nhiều loại bệnh tật trong xã hội, phổ biến nhất là các bệnh trên hệ tim mạch. Trên thế giới chưa có quy định cụ thể về giới hạn cholesterol trong thực phẩm, tuy nhiên với những bằng chứng rõ ràng về ảnh hưởng của cholesterol lên sức khỏe, các cơ quan y tế cũng đã khuyến cáo hạn chế lượng cholesterol nạp vào cơ thể.
Việc biết được lượng cholesterol trong thực phẩm giúp người tiêu dùng có thể đưa ra những lựa chọn và cân đối các thực phẩm sử dụng hàng ngày để đưa ra thực đơn tốt nhất cho sức khỏe. Vì vậy, những phương pháp xác định cholesterol trong thực phẩm cũng được nghiên cứu để có thể định lượng cholesterol nhanh, chính xác và thuận tiện nhất. Một trong những phương pháp phổ biến để xác định cholesterol là sử dụng sắc ký khí. Hiện ở Việt Nam, Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia đã công bố Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12385:2018 hướng dẫn xác định hàm lượng cholesterol trong thực phẩm sử dụng sắc ký khí với detector ion hóa ngọn lửa (FID).
Tuy nhiên quy trình xử lý mẫu trong TCVN 12385:2018 khá phức tạp, cũng như quy trình chiết sử dụng dung môi toluen dễ tạo nhũ tương, nhũ tương tạo ra khó bị phá hủy gây khó khăn trong việc làm sạch dịch chiết. Vì lý do đó, chúng tôi thực hiện đề tài “Xác định cholesterol trong thực phẩm, thực phẩm chức năng bằng sắc ký khí khối phổ (GC-MS)” nhằm cải tiến quy trình xử lý mẫu của phương pháp nhanh và đơn giản hơn. Đề tài này nhắm tới những mục tiêu: 1. Xây dựng quy trình xử lý mẫu và thẩm định quy trình xử lý mẫu đã xây dựng cùng quy trình định lượng cholesterol trong thực phẩm và thực phẩm chức năng bằng phương pháp GC-MS.
Ứng dụng phương pháp để xác định cholesterol trong mẫu mua trên thị trường. Giới thiệu về cholesterol 1. Giới thiệu chung Cholesterol là một chất béo steroid, thể chất mềm, màu vàng nhạt. Nó tồn tại trong màng tế bào của cơ thể và được vận chuyển trong huyết tương của hầu hết các loại động vật.
Cholesterol lần đầu tiên được phát hiện trong mật và sỏi mật bởi Poulletier de la Salle vào năm 1769 và sau đó được phát hiện lại vào năm 1815 bởi Chevreul, người đặt tên cho nó là “cholesterine”. Sau này cholesterol mới được tìm thấy trong máu bởi Lecanu vào năm 1838 [10]. Tên gọi cholesterol xuất phát từ tiếng Hy Lạp: chole (mật) và stereos (rắn), theo sau là hậu tố hóa học -ol cho alcol Cholesterol có công thức phân tử là C27H46O, là một phân tử lipid đa vòng 27 carbon được tổ chức thành bốn vòng hợp nhất trong một cấu trúc phẳng. Nó có một liên kết đôi không bão hòa (C5-C6), một nhóm thế β-hydroxyl (C3) và đuôi aliphatic 8 carbon đơn giản (Hình 1.
Chất này còn có một số tên gọi khác như: cholesterine, cholesteryl alcol. Khối lượng mol của cholesterol là 386,7 g/mol. Nhiệt độ nóng chảy của cholesterol là 148,5 oC, nhiệt độ sôi là 360 oC. Cholesterol hầu như không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch muối mật, tan vừa trong cồn nóng, tan tốt trong các dung môi hữu cơ như benzene, toluen, cloroform, n-hexan, các ete, DMF.
Cholesterol là sterol có nhiều nhất ở động vật, là thành phần cấu trúc quan trọng của màng sinh chất động vật và về cơ bản không có ở thực vật. Các tế bào trong cơ thể động vật và con người cần cholesterol để tổng hợp nên màng sinh chất, riêng tế bào gan cần cholesterol để tổng hợp lipoprotein và acid mật. Cơ thể người có thể hấp thu cholesterol ngoại sinh trong thực phẩm nhờ lipoprotein tỉ trọng thấp (LDL), hoặc tự tổng hợp cholesterol nội sinh từ acetyl-coenzym A. Cholesterol được vận chuyển trong máu nhờ các lipoprotein.1 Cấu trúc hóa học của cholesterol 2 Cholesterol đóng vai trò không thể thay thế trong cấu trúc tế bào cũng như hoạt động sinh lý bình thường của cơ thể con người.
Tuy nhiên nó cũng là nguyên nhân gây nhiều căn bệnh mạn tính ảnh hưởng trực tiếp đến chất lương cuộc sống hàng ngày, thậm chí đe dọa tính mạng người bệnh. Trong đó, nguyên nhân chủ yếu dẫn đến việc dư thừa cholesterol trong cơ thể người lại là do lượng cholesterol hấp thụ quá nhiều từ thực phẩm. Vì vậy, kiểm soát chế độ ăn cũng như kiểm soát lượng cholesterol có trong thực phẩm cũng là một cách để giảm thiểu nguy cơ mắc các bệnh do cholesterol gây ra 1. Vai trò của cholesterol trong hoạt động sinh lý của cơ thể Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về vai trò sinh lý của cholesterol [17, 19, 26, 29, 33].
Vai trò quan trọng nhất của cholesterol chính là chức năng cấu trúc nên màng tế bào. Cholesterol là thành phần tối quan trọng cho sự sống của động vật có vú vì nó cần thiết cho các chức năng tế bào điển hình và là thành phần chính của màng tế bào. Ngoài ra, nó là tiền chất để tổng hợp hormone và các chất chuyển hóa quan trọng như acid mật và vitamin D [29]. Cùng với điều này, cholesterol cũng là yếu tố chính cho các quá trình truyền tín hiệu, vận chuyển và dẫn truyền thần kinh của tế bào.
Vai trò quan trọng nhất của cholesterol phải kể đến đầu tiên chính là vai trò cấu trúc nên tế bào, cụ thể hơn là màng tế bào. Khung kỵ nước cứng rắn và nhóm hydroxyl phân cực nhỏ hơn tạo thành cấu trúc hóa học của cholesterol làm cho nó phù hợp với vai trò trong lớp kép lipid của màng tế bào. Cholesterol có các vòng sterol được gắn chặt với chuỗi hydrocarbon của các lipid lân cận. Do cấu trúc như vậy và sự tương tác của nó với các chất béo xung quanh nó, nó đóng một vai trò quan trọng trong tính lưu động của màng tế bào [26].
Sự ảnh hưởng của cholesterol lên tính lưu động của màng phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Nhiệt độ cao hơn làm cho cholesterol can thiệp vào chuỗi acid béo phospholipid và điều này dẫn đến phần bên ngoài của màng tế bào ít thấm chất lỏng hơn. Do đó nhiệt độ cao hơn làm giảm tính thấm và sự xâm nhập của các phân tử nhỏ. Hiệu ứng ngược lại xảy ra khi cholesterol ở nhiệt độ thấp hơn, theo đó sự tương tác giữa các chuỗi acid béo giúp màng không bị đóng băng và tính lưu động của màng được bảo toàn [17].
Các bè màng hiện diện trong màng tế bào là vùng giàu cholesterol với lượng lớn cholesterol và sphingomyelin. Những bè này thực hiện một số chức năng tế bào thiết yếu, có liên quan đến thành phần protein và lipid của nó. Một số chức năng được xác định là điều hòa miễn dịch, tái tổ chức khung tế bào, kiểm soát chu kỳ tế bào, hợp nhất hay phân tách màng, trong đó bè đóng vai trò là nơi truyền của tín hiệu tế bào. Tất cả các chức năng trên được thực hiện bằng cách liên kết hoặc giải phóng protein và thụ thể cho các bè này.
Sự sắp xếp và chức năng của các bè được duy trì bởi mức cholesterol và bất kỳ sự thay đổi nào cũng có thể ảnh hưởng đến các quá trình này [33]. Ví dụ, mức cholesterol trong màng giảm làm cho các bè bị phá vỡ và sau đó làm thay đổi các quá 3 trình tế bào liên kết với các vùng này, chẳng hạn như truyền tín hiệu, vận chuyển màng và tổ chức khung tế bào [34, 35] .2 Cấu trúc màng tế bào Ngoài tham gia trực tiếp vào cấu trúc tế bào, cholesterol cũng là nhân tố quan trọng trong quá trình tiêu hóa. Cholesterol là nguyên liệu đầu tiên, cung cấp khung hợp chất trong quá trình tổng hợp nên acid mật, nhờ có acid mật và muối mật, cơ thể mới có thể hấp thụ chất béo trong thức ăn. Mỗi ngày, khoảng 0,5g acid mật bị mất theo đường tiêu hóa [4], đồng nghĩa với việc gan phải dùng một lượng cholesterol tương đương để tổng hợp acid mật mỗi ngày nhằm duy trì lượng acid mật trong cơ thể.
Không chỉ tham gia tổng hợp acid mật, cholesterol còn tham gia tổng hợp nên nhóm hormone steroid, bao gồm các hormone sinh dục như estrogen, testosterol, progesterol hay các hormone điều hòa muối-nước của vỏ thượng thận. Cholesterol là nguyên liệu ban đầu để tổng hợp nên tất cả các hormone này [19], cũng với vai trò cung cấp khung cấu trúc chính tương tự như trong quá trình tổng hợp muối mật. Trong máu, cholesterol được vận chuyển dưới dạng các lipoprotein. Lipoprotein là các hạt phức tạp với lõi trung tâm chứa cholesterol ester và chất béo trung tính được bao quanh bởi cholesterol tự do, phospholipid và apolipoprotein.
Các lipoprotein bao gồm chylomicrons (CM), lipoprotein tỉ trọng rất thấp (Very-Low-Density Lipoproteins - VLDL), lipoprotein tỉ trọng thấp (Low-Density Lipoproteins - LDL), lipoprotein tỉ trọng trung bình (intermediate-density lipoproteins - IDL) và lipoprotein (High-Density Lipoproteins - HDL) tỉ trọng cao. Trong khi HDL có vai trò vận chuyển cholesterol dư thừa từ các mô đến gan để bài tiết qua mật, LDL lại là tác nhân đối nghịch gây ra nhiều bệnh tim mạch, thường gặp nhất là xơ vữa động mạch. Vai trò của cholesterol trong các cơ chế bệnh lý Dù có nhiều vai trò sinh lý quan trong đối với cơ thể, nhưng do mỗi ngày cơ thể chỉ cần một lượng cholesterol nhỏ từ nguồn ngoại sinh để duy trì các hoạt động trên, vậy nên phần lớn cholesterol ngoại sinh từ thực phẩm khi hấp thụ vào cơ thể sẽ trở nên dư thừa và là nguyên nhân gây ra nhiều bệnh tật.