Đồ án công nghệ sinh học sản xuất chế biến thực phẩm chức năng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC
BKTP HCM
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
CÔNG NGHỆ SINH HỌC ỨNG DỤNG
TRONG SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN
THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
GVHD : TS. Nguyễn Thúy Hương
SVTH : Vũ Thị Ngọc An - MSSV: 60600031
Nguyễn Kiều Oanh - MSSV: 60601729
Nguyễn Thị Minh Tâm - MSSV: 60602122
TP. Hồ Chí Minh, tháng 06/2010

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt 4 năm học tại trường Đại học Bách Khoa, ngành Công nghệ sinh học,
chúng em đã được trang bị một hành trang vào đời quý báu và một kiến thức chuyên
ngành mà chúng em yêu thích. Đồ án chuyên ngành này là thành quả làm việc nghiêm túc
của từng cá nhân trong nhóm thực hiện suốt một học kì, bước đầu định hướng cho Luận
văn tốt nghiệp, với đề tài : “Công nghệ sinh học ứng dụng trong sản xuất và chế biến thực
phẩm chức năng”.
Để hoàn thành tốt đồ án, ngoài công sức làm việc của mỗi cá nhân trong nhóm
không thể không kể đến công lao to lớn của các thầy cô đã luôn theo sát chúng em. Chúng
em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Quý thầy cô Bộ môn Công nghệ sinh học, đặc
biệt là cô Nguyễn Thúy Hương đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn chúng em trong suốt
thời gian thực hiện đồ án.
Mặc dù chúng em đã cố gắng hết sức nhưng đồ án chắc chắn không thể tránh khỏi
những thiếu sót, rất mong sự chỉ bảo góp ý từ Quý thầy cô và ý kiến xây dựng từ các bạn
để đồ án được hoàn thiện hơn nữa.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2010
Nhóm SVTH: VŨ THỊ NGỌC AN
NGUYỄN KIỀU OANH
NGUYỄN THỊ MINH TÂM
http://www.ebook.edu.vn - i -

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................i
MỤC LỤC ............................................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG ...........................................................................................................ix
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... xiii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................................... xviii
LỜI NÓI ĐẦU...................................................................................................................xix
PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG........................................... 1
CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG ............................................. 2
1.1. Khái niệm thực phẩm chức năng ....................................................................... 2
1.2. Phân biệt thực phẩm chức năng với một số thực phẩm khác .............................. 4
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients) ................................4
Thực phẩm chức năng (Functional Foods) ...................................................4
Thực phẩm thuốc (Medical Foods)............................................................... 4
Thuốc và dược liệu (Drug) ........................................................................... 5
1.3. Lịch sử nghiên cứu thực phẩm chức năng trong nước và trên thế giới ............... 6
1.3.1. Trên thế giới.................................................................................................. 6
1.3.2. Tình hình sử dụng thực phẩm chức năng ở Việt Nam.................................. 6
CHƯƠNG 2. PHÂN LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG - VAI TRÒ SINH HỌC...... 8
2.1. Phân loại thực phẩm chức năng........................................................................... 8
2.1.1. Các chất xơ chức năng trong dinh dưỡng ..................................................... 8
2.1.2. Các loại đường đa phân tử chức năng (Oligosaccharides) ........................... 9
http://www.ebook.edu.vn - ii -

2.1.3. Acid amin, peptide và protein chức năng ..................................................... 9
2.1.4. Vitamin và khoáng chất ................................................................................ 9
2.1.5. Vi khuẩn sinh acid lactic, acid butyric........................................................10
2.1.6. Acid béo chưa no ........................................................................................10
2.1.7. Các loại sắc tố thực vật ...............................................................................11
2.2. Phân loại dựa theo nguyên liệu thực phẩm chức năng ......................................11
2.2.1. Thực phẩm chức năng có nguồn gốc thực vật ............................................11
2.2.2. Thực phẩm chức năng có nguồn gốc động vật ...........................................13
2.3. Vai trò sinh học của một số loại thực phẩm chức năng tới sức khỏe ................16
2.3.1. Thực phẩm chức năng nguồn gốc thực vật .................................................16
2.3.2. Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu sinh vật biển và động vật ....22
2.3.3. Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu nấm......................................27
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP LÀM GIÀU CÁC CHẤT DINH DƯỠNG CHỨC
NĂNG .............................................................................................................................33
3.1. Chọn giống cây trồng vật nuôi giàu chất dinh dưỡng chức năng ......................33
3.2. Làm giàu chất dinh dưỡng thông qua con đường chế biến thực phẩm .............34
3.3. Làm giàu chất dinh dưỡng thông qua kĩ thuật, chăn nuôi .................................35
CHƯƠNG 4. NHỮNG QUY ĐỊNH CHUNG VỀ QUẢN LÝ THỰC PHẨM CHỨC
NĂNG TRÊN THỊ TRƯỜNG ........................................................................................36
4.1. Qui định về sự công nhận tác dụng các chất dinh dưỡng chức năng ................36
4.1.1. Quản lý tiêu chuẩn về mặt khoa học các chất dinh dưỡng chức năng........36
4.1.2. Yêu cầu chấp nhận của cơ quan quản lý nhà nước về an toàn thực phẩm và
dược phẩm trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ ......................................................37
4.2. Qui định về tên gọi và dán nhãn, lưu hành trên thị trường................................37
4.1.1. Mục tiêu của dán nhãn thực phẩm thông thường và TPCN .......................37
http://www.ebook.edu.vn - iii -

4.1.2. Cơ quan quản lý dán nhãn thực phẩm ........................................................37
PHẦN 2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN TRONG SẢN XUẤT THỰC
PHẨM CHỨC NĂNG ......................................................................................................39
CHƯƠNG 1.THÀNH TỰU PHÁT TRIỂN CỦA THỰC PHẨM CHUYỂN GEN ......40
1.1. Tình hình phát triển của thực phẩm chuyển gen trên thế giới và ở Việt Nam.....40
1.1.1. Trên thế giới ..................................................................................................40
1.1.2. Tình hình phát triển thực phẩm chuyển gen ở Việt Nam ..............................47
1.2. Những đặc tính mới của sinh vật chuyển gen được dùng trong thực phẩm chức
năng .............................................................................................................................48
1.2.1. Thực vật .........................................................................................................48
1.2.2. Động vật ........................................................................................................51
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHUYỂN GEN..................................................57
2. 1.Thực vật................................................................................................................57
2. 1.1. Phương pháp chung ......................................................................................57
2.1.2. Kỹ thuật cơ bản .............................................................................................58
2.2. Động vật ...............................................................................................................71
2.2.1. Nguyên tắc.....................................................................................................71
2.2.2. Các phương pháp...........................................................................................76
CHƯƠNG 3. TĂNG CƯỜNG FOLATE TRONG CÁC LOẠI CÂY THỰC PHẨM ..81
3.1. Folate ....................................................................................................................82
3.1.1. Giới thiệu về folate ........................................................................................82
3.1.2. Các dạng của folate .......................................................................................83
3.1.3. Sự thiếu hụt folate và sức khỏe .....................................................................84
3.1.4. Nhu cầu folate ...............................................................................................85
http://www.ebook.edu.vn - iv -

3.2. Cà chua tăng cường folate thế hệ 1 ......................................................................86
3.2.1. Nguyên lý ......................................................................................................86
3.2.2. Vật liệu và phương pháp ...............................................................................88
3.2.3. Kết quả...........................................................................................................92
3.2.4. Bàn luận.......................................................................................................100
3.3. Cà chua tăng cường folate thế hệ 2 ....................................................................102
3.3.1. Vật liệu và phương pháp .............................................................................102
3.3.2. Kết quả.........................................................................................................103
3.4. Gạo tăng cường folate ........................................................................................105
3.4.1. Vật liệu và phương pháp .............................................................................105
3.4.2. Kết quả.........................................................................................................106
3.5. Những thành tựu và hướng phát triển ................................................................112
3.5.1. Thành tựu.....................................................................................................112
3.5.2. Hướng phát triển..........................................................................................114
3.6. Kết luận về các loại cây trồng chuyển gen được làm giàu folate ......................117
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VỀ CÁC LOẠI CÂY CHUYỂN GEN GIÀU CHẤT DINH
DƯỠNG CHỨC NĂNG ...............................................................................................118
PHẦN 3. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM
CHỨC NĂNG .................................................................................................................120
CHƯƠNG 1. TẢO SPIRULINA ...................................................................................121
1.1. Giới thiệu chung ..............................................................................................121
1.2. Tổng quan về tảo Spirulina .............................................................................123
1.2.1. Lịch sử phát hiện.......................................................................................123
1.2.2. Phân loại ...................................................................................................123
1.2.3. Đặc điểm sinh học của tảo Spirulina ........................................................123
http://www.ebook.edu.vn - v -

1.2.4. Thành phần hóa học của Spirulina ...........................................................126
1.2.5. Tình hình nuôi trồng và phát triển Spirulina ............................................129
1.2.6. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng Spirulina ...........................................130
1.2.7. Công nghệ nuôi trồng tảo Spirulina..........................................................136
1.2.8. Các phương pháp phá vỡ tế bào S.platensis .............................................140
1.3. Nghiên cứu tình huống ....................................................................................142
1.3.1. Nghiên cứu xử lý tảo Spirulina.................................................................142
1.3.2. Nghiên cứu chiết suất các hợp chất chống oxy hóa từ S.platensis ...........154
1.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của sinh khối Spirulina platensis lên hệ vi khuẩn
của sữa lên men ABT trong suốt thời gian bảo quản ............................................167
1.4. Giới thiệu một số sản phẩm Spirulina hiện nay ..............................................180
1.5. Kết luận............................................................................................................182
CHƯƠNG 2. FRUCTOOLIGOSACCHARIDE (FOS) ...............................................184
2.1. Tổng quan về FOS ...........................................................................................184
2.1.1. Khái niệm FOS .........................................................................................184
2.1.2. Nguồn gốc FOS – Cấu tạo ........................................................................185
2.1.3. Tính chất của FOS: ...................................................................................189
2.1.4. Ảnh hưởng của FOS lên cơ thể và sức khỏe con người ...........................191
2.1.5. Tính an toàn và ứng dụng của FOS ..........................................................195
2.1.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất FOS trên thế giới ................................197
2.1.7. Giới thiệu các enzyme trong sản xuất FOS ..............................................204
2.1.8. Tiềm năng cho sản xuất FOS tại Việt Nam ..............................................209
2.2. Thu nhận và tinh sạch enzyme-fructofuranosidase từ chủng nấm mốc
Aspergillus niger IMI303386 ....................................................................................211
2.2.1. Tóm tắt nghiên cứu ...................................................................................211
2.2.2. Nguyên liệu và phương pháp ....................................................................211
http://www.ebook.edu.vn - vi -

2.2.3. Kết quả và bàn luận ..................................................................................215
2.3. Lên men tái sử dụng nhiều chu kì chủng Aspergillus oryzae CFR 202 thu nhận
enzyme fructosyltransferase và ứng dụng sản xuất đường FOS ...............................222
2.4. Cố định tế bào nấm mốc Aspergillus japonicus vào chất mang gluten và ứng
dụng sản xuất đường fructooligosaccharide .............................................................226
2.4.3. Kết quả ......................................................................................................228
2.5. Sản xuất FOS cao độ từ sucrose sử dụng hệ enzyme-fructofuranosidase và
glucose oxidase .........................................................................................................233
2.6. Ứng dụng công nghệ enzyme để thu nhận đường chức năng FOS từ dịch mía ở
Việt Nam ...................................................................................................................244
2.6.2. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ........................................................244
2.6.3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận: .............................................................245
2.7. Nghiên cứu sử dụng đường FOS trong sản xuất một số thực phẩm chức năng ở
Việt Nam ...................................................................................................................252
2.7.1. Sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em ................................................................252
2.7.2. Sản xuất bánh bích quy .............................................................................254
http://www.ebook.edu.vn - vii -

2.7.3. Sản xuất kẹo ..............................................................................................257
2.8. Kết luận chung về sản xuất FOS và ứng dụng cho đến nay ............................259
KẾT LUẬN CHUNG ĐỀ TÀI .......................................................................................261
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................262
http://www.ebook.edu.vn - viii -

DANH MỤC BẢNG
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
Bảng 1.1: Phạm trù giữa thực phẩm và thuốc ...................................................................... 5
Bảng 2.1: Hệ thống phân loại FOSHU ...............................................................................15
Bảng 2.2: Hàm lượng lycopene trong một số sản phẩm cà chua .......................................19
Bảng 2.3: Khả năng ức chế các gốc tự do của các hợp chất trong trà xanh .......................21
PHẦN 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN TRONG SẢN XUẤT THỰC
PHẨM CHỨC NĂNG
Bảng 1.1: Diện tích cây trồng CNSH năm 2007 trên thế giới............................................41
Bảng 1.2: Trang trại nuôi giống động vật sản xuất protein dược phẩm .............................51
Bảng 1.3: Những protein có tác dụng chữa bệnh trong sữa được sản xuất ra bởi thú cho
sữa chuyển gen ...................................................................................................................53
Bảng 1.4 : Một vài thông số liên quan đến việc tiết sữa ở động vật có vú.........................53
Bảng 1.5 : Ước tính sản lượng protein sinh phẩm trong sữa và qui mô đàn thú chuyển gen
trên thế giới .........................................................................................................................54
Bảng 1.6: Một số thay đổi các thành phần của sữa được đề xuất ......................................56
Bảng 2.1: Các phương pháp chuyển gen không sử dụng các yếu tố virus .........................77
Bảng 3.1: Những cây lương thực có folate.........................................................................83
Bảng 3.2: Nhu cầu folate đề nghị cho trẻ em và người lớn................................................85
http://www.ebook.edu.vn - ix -

PHẦN 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM
CHỨC NĂNG
Bảng 1.1: Thành phần hóa học của Spirulina ..................................................................126
Bảng 1.2: Thành phần vitamin của Spirulina ...................................................................127
Bảng 1.3: Thành phần khoáng của tảo Spirulina .............................................................127
Bảng 1.4: Thành phần acid amin của tảo Spirulina .........................................................128
Bảng 1.5: Các chất màu trong Spirulina ..........................................................................128
Bảng 1.6: Các loại thực phẩm được chế biến từ tảo Spirulina.........................................131
Bảng 1.7: Môi trường cơ bản( môi trường Zarrouk) ........................................................137
Bảng 1.8: Môi trường bổ sung 1.......................................................................................138
Bảng 1.9: Môi trường bổ sung 2.......................................................................................138
Bảng 1.10: So sánh mẫu thử nghiệm từ 1 đến 10 với mẫu chuẩn ....................................151
Bảng 1.11: Các mẫu so sánh không bổ sung đường được so sánh với mẫu chuẩn ..........152
Bảng1.12: So sánh hàm lượng phycocyanin giữa các mẫu ..............................................153
Bảng 1.13: Mức độ mã hóa thử nghiệm của các yếu tố dùng trong thiết kế Box-Behnken
..........................................................................................................................................160
Bảng 1.14: Ma trận thiết kế bởi Box-Behnken cùng với thí nghiệm và dự đoán giá trị hiệu
suất của dịch chiết. ...........................................................................................................163
Bảng 1.15: Thành phần và hàm lượng tương đối của acid béo trong dịch chiết từ .........166
Bảng 1.16: Những thành phần có thể đóng góp trong chất hoạt động chống oxy hóa từ
S.platensis .........................................................................................................................166
Bảng 1.17: Số lượng tồn tại (log CFU/ml) của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus
acidophilus, và Biﬁdobacterium spp. trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men
thông thường trong thời gian bảo quản ở 15°C. ...............................................................174
http://www.ebook.edu.vn - x -

Bảng 1.18: Tỷ lệ % tồn tại của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, và
Bifidobacterium spp. trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong
thời gian bảo quản ở 15°C. ...............................................................................................174
Bảng 1.19: pH và độ chua của sản phẩm sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông
thường trong thời gian lưu trữ ở 150C. .............................................................................176
Bảng 1.20: Số lượng tồn tại (logCFU/ml) của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus
acidophilus, và Bifidobacterium spp. trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men
thông thường trong thời gian bảo quản ở 4°C. .................................................................177
Bảng 1.21: Tỷ lệ % tồn tại của Streptococcus thermophilus, Lactobacillus acidophilus, và
Bifidobacterium spp. trong sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông thường trong
thời gian bảo quản ở 4°C. .................................................................................................177
Bảng 1.22: pH và độ chua của sản phẩm sữa lên men bổ sung Spirulina và lên men thông
thường trong thời gian lưu trữ ở 40C. ...............................................................................179
Bảng 2.1: Hàm lượng FOS của một số loại cây quả (mg/g chất khô)..............................186
Bảng 2.2: Nguồn enzyme tổng hợp FOS từ thực vật .......................................................188
Bảng 2.3: Vi sinh vật sản xuất FOS .................................................................................189
Bảng 2.4: Đặc tính của FOS so với một số loại đường khác ...........................................190
Bảng 2.5: Diễn biến tăng trưởng của ngành công nghiệp mía đường trên toàn quốc .....210
Bảng 2.6: Kết quả tinh sạch-fructofuranosidase từ A. niger IMI 303386.....................215
Bảng 2.7: Ảnh hưởng của các ion kim loại và hợp chất lên hoạt tính enzyme-
fructofuranosidase của A. niger ........................................................................................221
Bảng 2.8: Thành phần đường so sánh giữa FOS và FOS cao độ .....................................243
Bảng 2.9: Thành phần đường trong dịch mía ...................................................................245
Bảng 2.10: Ảnh hưởng của tỉ lệ Enzyme/cơ chất tới sự biến đổi thành phần đường.......249
Bảng 2.11: Thành phần và hàm lượng đường có trong sản phẩm FOS ...........................250
http://www.ebook.edu.vn - xi -

Bảng 2.12: Thành phần của bột dinh dưỡng trẻ em .........................................................253
Bảng 2.13: Kết quả đánh giá cảm quan bột dinh dưỡng trẻ em .......................................254
Bảng 2.14: Thành phần của bánh bích quy ......................................................................256
Bảng 2.15: Kết quả đánh giá cảm quan bánh bích quy ....................................................257
Bảng 2.16: Thành phần của hai loại kẹo ..........................................................................259
Bảng 2.17: Kết quả đánh giá cảm quan của hai loại kẹo..................................................259
http://www.ebook.edu.vn - xii -

DANH MỤC HÌNH
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
Hình 2.1: Công thức cấu tạo Soyasaponin I – IV ..............................................................17
Hình 2.2: Công thức cấu tạo isoflavone và dẫn xuất .........................................................17
Hình 2.3: Công thức hóa học của lycopene........................................................................18
Hình 2.4: Công thức cấu tạo các hợp chất catechin trong trà xanh ...................................20
Hình 2.5: Các hợp chất curcumin trong củ nghệ ................................................................22
Hình 2.6: Giới thiệu hình ảnh một số loại nấm ..................................................................32
PHẦN 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ DI TRUYỀN TRONG SẢN XUẤT THỰC
PHẨM CHỨC NĂNG
Hình 1.1 : Diện tích cây trồng CNSH trên thế giới từ 1996 đến 2007 ...............................42
Hình 2.1: Vi khuẩn Agrobacterium tumefaciens nhìn dưới kính hiển vi. ..........................59
Hình 2.2: Khối u ở thực vật do Agrobacterium tumefaciens gây ra...................................59
Hình 2.3: Công thức cấu tạo của opine (octopin, nopalin) ................................................60
Hình 2.4: Sơ đồ gen của Ti-plasmid trong vi khuẩn A. tumefaciens .................................64
Hình 2.5: Sơ đồ plasmid tái tổ hợp dựa trên nguyên tắc của Ti-plasmid ..........................64
Hình 2.6: Quá trình tạo cây chuyển gen nhờ A.tumefaciens. .............................................65
Hình 2.7 : Súng bắn gen (Hãng Biorad) .............................................................................66
Hình 2.8: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của súng bắn gen ...................................................67
Hình 2.9 : Sơ đồ màng phospholipid kép ..........................................................................68
Hình 2.10 : Cuvette nhựa có điện cực ................................................................................68
Hình 2.11: Sơ đồ bố trí mạch cơ bản của máy xung điện ..................................................69
http://www.ebook.edu.vn - xiii -

Hình 2.12 : Sơ đồ plasmid chứa DNA ngoại lai đi qua các lỗ tạm thời trên màng bào chất
............................................................................................................................................70
Hình 2.13: Vi tiêm gen ngoại lai vào nhân của protoplast .................................................71
Hình 2.14 : Sơ đồ tạo động vật chuyển gen .......................................................................72
Hình 2.15: Trứng cá chạch (Misgurnus anguillicaudatus) trước và sau khi khử màng thứ
cấp (chorion) .......................................................................................................................75
Hình 2.16 : Phức hợp DNA-calcium phosphat ..................................................................78
Hình 2.17: Sự kết hợp giữa DEAE-dextran và DNA .........................................................78
Hình 3.1: Cấu trúc hóa học của folate ................................................................................82
Hình 3.2: Con đường sinh tổng hợp folate .........................................................................87
Hình 3.3: Cấu trúc vector pMON10086 .............................................................................88
Hình 3.4: Vùng 5’ của cDNA GCHI tổng hợp...................................................................89
Hình 3.5: Nguyên lý tạo cây cà chua chuyển gen thế hệ 1.................................................89
Hình 3.6: Phân tích HPLC huỳnh quang những pteridine oxi hóa trong quả chín đỏ (Cột
Ultramex C18 IP) .................................................................................................................93
Hình 3.7: Sự thay đổi trong lượng pteridine tổng của quả đối chứng (V2) và quả GCHI+
trong suốt quá trình chín .....................................................................................................94
Hình 3.8 : Các giai đoạn chín của cà chua ........................................................................94
Hình 3.9: Định lượng các pteridine chính trong quả chín đỏ của 3 thể biến nạp GCHI+ đại
diện .....................................................................................................................................95
Hình 3.10: Phân tích HPLC huỳnh quang peak 1 và 2 chưa biết trước và sau khi xử lý với
HCl, α-glucosidase hoặc β-glucosidase .............................................................................96
Hình 3.11: Hàm lượng folate tổng trong quả chín đỏ của 12 thể biến nạp GCHI+ và 10 thể
biến nạp đối chứng .............................................................................................................97
http://www.ebook.edu.vn - xiv -

Hình 3.12: Phân tích folate trong quả GCHI+ và quả đối chứng ......................................98
Hình 3.13: Ảnh hưởng của PABA ngoại sinh đến hàm lượng folate ................................99
Hình 3.14: Nguyên lý tạo cây cà chua chuyển gen thế hệ 2 ............................................103
Hình 3.15: Hàm lượng folate, PABA, và pteridine tích lũy trong các dòng AtADCS+,
GCHI+ và GCHI+/AtADCS+ .........................................................................................104
Hình 3.16: Giản đồ đại diện của T-DNA trong các vector dùng để chuyển gen ............105
Hình 3.17: Mức PABA và folate tổng trong những dòng A ...........................................107
Hình 3.18: Mức pterin và folate tổng trong những dòng G .............................................108
Hình 3.19: Mức PABA, pterin và folate tổng trong những dòng GA .............................108
Hình 3.20: So sánh thành phần các loại folate chính trong dòng GA so với dòng WT ...110
Hình 3.21: Tỷ lệ tương đối của polyglutamate và monoglutamate folate của dòng GA và
WT ...................................................................................................................................111
Hình 3.22: Sự thay đổi mức folate tổng trong hạt của dòng GA khi nấu ........................112
PHẦN 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VI SINH TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM
CHỨC NĂNG
Hình 1.1: Hình dạng tảo Chlorella, Scenedesmus, Spirulina ..........................................121
Hình 1.2: Hình dạng của tảo Spirulina ............................................................................124
Hình 1.3: Sơ đồ vòng đời của Spirulina ..........................................................................125
Hình 1.4: Sơ đồ của quá trình chiết SC-CO2 ...................................................................161
Hình 1.5: Hoạt chất chống oxy hóa được đánh giá bằng phương pháp ức chế quá trình
peroxide hóa của acid linoleic .........................................................................................165
Hình 2.1: Công thức cấu tạo của FOS .............................................................................187
Hình 2.2: Sự thay đổi nồng độ insulin trong máu ...........................................................191
http://www.ebook.edu.vn - xv -

Hình 2.3: Sự thay đổi nồng độ glucose trong máu ..........................................................191
Hình 2.4: Sự thay đổi nồng độ fructose trong máu .........................................................192
Hình 2.5: Quy trình sản xuất FOS từ FTS vi sinh vật .....................................................201
Hình 2.6: Sơ đồ quy trình sản xuất FOS liên tục và không liên tục .................................202
Hình 2.7: Cơ chế chuyển hóa tạo FOS từ sucrose của FTS A.pullulans .........................206
Hình 2.8: Quá trình oxy hóa glucose dưới tác dụng của enzyme GOD ..........................208
Hình 2.9: Phản ứng oxy hóa glucose dưới tác dụng của hệ 2 enzyme GOD và CAT .....209
Hình 2.10: Sắc ký trao đổi ion DEAE-Sepharose ...........................................................216
Hình 2.11: Sắc ký lọc gel Ultrogel AcA44 của-fructofuranosidase .............................217
Hình 2.12: Kết quả điện di SDS-PAGE của-fructofuranosidase .................................218
Hình 2.13: Ảnh hưởng của pH lên hoạt tính và độ ổn định của-fructofuranosidase ....219
Hình 2.14: Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính và độ ổn định của-fructofuranosidase
..........................................................................................................................................220
Hình 2.15: Sự thay đổi pH và hoạt tính FTS trong quá trình nuôi cấy nhiều chu kì A.
oryzae CFR 202 ................................................................................................................225
Hình 2.16: Hàm lượng FOS sinh ra bởi FTS qua các chu kì nuôi cấy A. oryzae ............225
Hình 2.17: Nồng độ và phần khối lượng của các loại đường theo thời gian ...................229
Hình 2.18: Sản xuất FOS sử dụng tế bào cố định và tế bào không cố định .....................230
Hình 2.19: Ảnh hưởng của lượng tế bào cố định trong mạng gluten ...............................231
Hình 2.20: Phần khối lượng FOS và năng suất tạo FOS theo tốc độ dòng chảy .............232
Hình 2.21: Ảnh hưởng của nhiệt độ (A) và pH (B) lên hỗn hợp enzyme ........................236
Hình 2.22: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỉ lệ FOS tạo thành ..........................................237
Hình 2.23: Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến tỉ lệ FOS tạo thành ............................238
http://www.ebook.edu.vn - xvi -

Hình 2.24: Ảnh hưởng của lưu lượng oxy đến sản xuất FOS .........................................239
Hình 2.25: Ảnh hưởng của nồng độ sucrose đến tỉ lệ tạo FOS .......................................240
Hình 2.26: Ảnh hưởng của nồng độ glucose oxidase lên tỉ lệ tạo FOS ..........................241
Hình 2.27: Tỉ lệ các loại đường trong hỗn hợp phản ứng ở điều kiện tối ưu ..................242
Hình 2.28: Sắc ký đồ HPLC của FOS và FOS cao độ ....................................................242
Hình 2.29: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng vận chuyển Fructose ........................246
Hình 2.30: Ảnh hưởng của pH đến khả năng vận chuyển Fructose ................................247
Hình 2.31: Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng vận chuyển Fructose ......................247
Hình 2.32: Sắc ký đồ của đường FOS và các loại đường trong mẫu nghiên cứu ...........250
Hình 2.33: Sắc ký đồ của đường FOS chuẩn ..................................................................250
Hình 2.34: Sơ đồ quy trình sản xuất siro FOS từ nước mía sử dụng Pectinex Ultra SP-L
..........................................................................................................................................251
Hình 2.35: Sơ đồ quy trình sản xuất bột dinh dưỡng trẻ em có bổ sung FOS ................253
Hình 2.36: Sơ đồ quy trình sản xuất bánh bích quy sử dụng đường FOS .......................255
Hình 2.37: Sơ đồ quy trình sản xuất đường cứng sử dụng đường FOS ..........................258
http://www.ebook.edu.vn - xvii -

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
AAPH : 2,2’-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride.
ABT : Hệ vi khuẩn Lactobacillus acidophilus (A), Bifidobacteria (B), và
Streptococcus thermophilus (T)
ADCS : enzyme aminodeoxychorismate synthase
BHT : Butylated hydroxytoluene.
DALY : disability adjusted life years: tỷ lệ khuyết tật được điều chỉnh hàng năm
DFE : dietary folate equivalents: hàm lượng folate tương đương trong bữa ăn
FAME : Fat Acid Methyl Esters.
FDA
FOS
FTS
: Food and Drug Administration: tổ chức Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ
: Fructooligosaccharide
: Fructosyltransferase
GC-MS : Gas Chromatography-Mass Spectometry – Sắc kí khí-khối phổ.
GCHI :enzyme GTP cyclohydrolase I
GOD
NTD
: Glucose oxidase
: neural tube defects: dị tật ống thần kinh
PAPA : p-aminobenzoate
RSM : Response Surface Method – Phương pháp bề mặt đáp ứng.
SC-CO2: Supercritical carbon dioxide – CO2 siêu tới hạn.
THF : tetrahydrofolate
Trolox : 6-hydroxyl-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylicacid.
WT : wild type: chủng hoang dại
http://www.ebook.edu.vn - xviii -

LỜI NÓI ĐẦU
Trong hơn 20 năm qua, người dân cũng như giới khoa học đã có thêm một cái nhìn
nữa về thực phẩm. Thực phẩm không chỉ là để duy trì sự sống mà còn thêm khả năng tăng
cường sức khỏe, giảm thiểu các bệnh mãn tính do thiếu cân bằng dinh dưỡng. Từ đó khơi
nguồn cho sự tìm hiểu và chế biến loại thực phẩm trong đó ngoài việc cung cấp nhu cầu
dinh dưỡng cơ bản mà các thành phần cấu tạo còn có tác dụng tích cực vào những nhiệm
vụ khác nhau của cơ thể. Đó là “ Thực phẩm chức năng”.
Các nhà khoa học trên thế giới đã dự báo rằng: thức ăn của con người trong thế kỉ
XXI sẽ là thực phẩm chức năng. Các hoạt chất mà thực phẩm chức năng mang lại cho con
người chính là những vị thuốc quý, giúp con người tăng cường miễn dịch, chống lão hóa,
kéo dài tuổi thọ, phòng và chữa các bệnh mãn tính, kể cả ung thư.
Loại thực phẩm chức năng đầu tiên được kể đến là những thực phẩm mà khi ở dạng
tự nhiên đã có những hoạt chất có lợi cho con người. Tiếp đó là nhóm thực phẩm có ít
hoạt chất hơn, phải bổ sung hoặc tinh chế, cô đặc lại ở dạng dễ sử dụng, hay biến đổi gen
để tăng hàm lượng một số chất có lợi.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, việc chế biến và sản
xuất thực phẩm chức năng đã trở nên dễ dàng hơn. Con người đã tạo ra các thực phẩm
chức năng rất đa dạng về thể loại và phong phú về hoạt tính sinh học. Đối với nước ta,
đây là lĩnh vực có nhiều triển vọng, bởi nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa
dạng, cùng với sự đầu tư vào công nghệ sinh học, bước đầu đã đạt được một số thành tựu
đáng ghi nhận.
http://www.ebook.edu.vn - xix -

Phần 1: Tổng quan về thực phẩm chức năng
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
- 1 -

Chương 1: Khái niệm thực phẩm chức năng
CHƯƠNG 1
KHÁI NIỆM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
1.1. Khái niệm thực phẩm chức năng
Khái niệm và tên gọi về thực phẩm chức năng bắt nguồn từ Nhật Bản. Vào năm 1980
Bộ Y tế và Sức khỏe của nước này bắt đầu xây dựng hệ thống tổ chức trong Bộ, tổ chức này
có nhiệm vụ điều chỉnh và công nhận những loại thực phẩm có hiệu quả cải thiện sức khỏe
của cộng đồng dân cư. Họ cho phép ghi trên nhãn hiệu hàng hóa thực phẩm sử dụng cho sức
khỏe con người, được viết tắt từ cụm từ tiếng Anh là FOSHU
(Foods for Specified Health Use). Sau hơn 20 năm hoạt động trên lĩnh vực này, đến tháng 9
năm 2001 đã có trên 271 sản phẩm thực phẩm mang nhãn hiệu FOSHU. Ở Nhật, thực phẩm
chức năng được định nghĩa như sau : Những loại thực phẩm có hiệu quả lên sức khỏe bởi
các chất dinh dưỡng truyền thống và các hoạt chất sinh học có chứa trong nó, người ta gọi
là thực phẩm chức năng. Sau đó, thực phẩm chức năng xuất hiện trên nhiều nước khác.
Ở Mỹ quan điểm về thực phẩm chức năng của ADA (The American Dietetic
Association): Thực phẩm chức năng là bao gồm tất cả các thành phần có trong nó và cũng
là thực phẩm được làm mạnh them, làm giàu thêm hoặc nâng cao thêm yếu tố nào đó, có
hiệu quả tiềm năng đến sức khỏe khi tiêu thụ một phần nó trong khẩu phần có nhiều loại
một cách thường xuyên với mức độ có tác dụng.
Theo FDA thì : Thực phẩm chức năng là loại thực phẩm cung cấp các chất dinh dưỡng
cơ bản có ích cho sức khỏe. Thực phẩm chức năng là thực phẩm mà nếu ăn nó, thì sức khỏe
sẽ tốt hơn khi không ăn nó. Ví dụ như rau xanh và trái cây có chứa đủ chất để làm tăng
cường sức khỏe. Những chất có hoạt tính sinh học trong thực phẩm chức năng có ích cho
sức khỏe hoặc có ảnh hưởng sinh lý theo hướng mong muốn.
Theo IFIC (The International Food Information Council) thì thực phẩm chức năng là
thực phẩm có lợi cho sức khỏe bởi các chất dinh dưỡng cơ bản.
- 2 -

Theo ILSI (The International Life Sciences Institute of North America) thì thực phẩm
chức năng là loại thực phẩm có chứa hoạt tính sinh học có ích cho sức khỏe trên cơ sở các
chất dinh dưỡng cơ bản.
Viện nghiên cứu Y học của Viện hàn lâm khoa học Mỹ cho rằng : thực phẩm chức
năng là thực phẩm có chứa một hay nhiều hơn những nguyên liệu thực phẩm có sửa đồi để
nâng cao hiệu quả cho sức khỏe.
Ở Trung Quốc thì thực phẩm chức năng được coi là thực phẩm bao gồm các chất dinh
dưỡng như thực phẩm bình thường, nhưng đặc biết có chứa yếu tố thứ hai hay thứ ba có tác
dụng phòng chống bệnh như là dược liệu.
Tại Việt Nam từ 1990 – 1991, Viện Dinh dưỡng đã xác định : Thực phẩm chức năng là
thực phẩm có chứa các chất có hoạt tính sinh học cần thiết cho sức khỏe bao gồm cả thực
phẩm chế biến cải tiến, thức ăn cổ truyền dân tộc và các thành phần không dinh dưỡng khác
có tác động đặc biệt và cần thiết cho sức khỏe.
Thuộc tính chức năng nói lên vai trò sinh học của một hay nhiều chất dinh dưỡng chức
năng có trong thực phẩm truyền thống, nó được phát hiện ra với những thành phần các chất
đặc biệt có hữu ích cho sức khỏe. Cần phải có sự kết hợp nghiên cứu yểm trợ để xác định
hiệu quả sức khỏe cũng như nguy cơ của thực phẩm chức năng khi ăn đơn điệu chúng với
những thành phần có hoạt tính sinh lý mạnh trong thực phẩm chức năng. Chuyên ngành
dinh dưỡng sẽ tiếp tục cùng với công nghệ thực phẩm, nhà nước, hội đồng khoa học, và các
cơ quan truyền thong phải có những chỉ dẫn chính xác rõ ràng về mặt khoa học của thực
phẩm và dinh dưỡng để người tiêu thụ biết cách áp dụng.
Khi nghiên cứu về thực phẩm chức năng và thuốc trị bệnh, người ta thấy nó như là
vùng giao thoa giữa thực phẩm và thuốc. Nó vừa chứa các chất dinh dưỡng như là thực
phẩm truyền thống, lại vừa có hoạt chất sinh học có tác dụng phòng trị bệnh như là thuốc
[3].
- 3 -

1.2. Phân biệt thực phẩm chức năng với một số thực phẩm khác
Sự khác biệt giữa Thực phẩm chức năng, Thực phẩm thuốc và Thực phẩm thông
thường được thể hiện qua sơ đồ sau :
Thực phẩm Thực phẩm Thực phẩm Thuốc và
thông thường chức năng thuốc dược liệu
1.2.1 Thực phẩm thông thường (Ordinary food ingredients)
Là thực phẩm với các thành phần và giá trị dinh dưỡng cơ bản được ghi trên nhãn và
phải đảm bảo yêu cầu vệ sinh an toàn thực phẩm được cộng đồng và cơ quan quản lý thực
phẩm chấp nhận. Khi ăn loại thực phẩm này thì cơ thể phát triển một cách bình thường
trong điều kiện bình thường [3].
1.2.2 Thực phẩm chức năng (Functional Foods)
Là thực phẩm ngoài chất dinh dưỡng cơ bản ra, còn chứa một số hoạt chất chức năng
đặc biệt ở mức độ cao, có tác dụng phòng chống bệnh tật, đảm bảo cho sức khỏe bền vững.
Thực phẩm chức năng phải được công bố thành phần các chất dinh dưỡng chức năng trong
thực phẩm và có hướng dẫn sử dụng để phòng chống những bệnh tật gì. Thực phẩm chức
năng không cần phải có sự kê đơn hoặc quản lý theo dõi điều trị trong phòng và chữa trị
bệnh, thực phẩm phải được đăng kí theo qui định của điều lệ Vệ sinh an toàn thực phẩm [3].
1.2.3 Thực phẩm thuốc (Medical Foods)
Là thực phẩm phải đạt yêu cầu cao trong chế biến và phối trộn các thành phần dinh
dưỡng cùng với các hoạt chất có tác dụng dược lý theo tiêu chuẩn kỹ thuật của ngành dược
và ngành thực phẩm, phải đạt tiêu chuẩn thuốc uống và vệ sinh an toàn thực phẩm, phải
đăng kí theo tiêu chuẩn thuốc và thực phẩm của Bộ Y tế. Theo FDA ở Mỹ, từ năm 1938 thì
- 4 -

khi sử dụng thực phẩm thuốc phải được Bác sĩ kê đơn, chẩn đoán dinh dưỡng để có chế độ
ăn thích hợp cho bệnh nhân. Ví dụ như thức ăn qua xông để hỗ trợ sức lực cho bệnh nhân
trong quá trình điều trị [3].
1.2.4 Thuốc và dược liệu (drug)
Là sản phẩm bào chế phải được tuân thủ nghiêm ngặt của ngành dược, đảm bảo an
toàn và hiệu quả trong việc sử dụng để phòng và trị bệnh, thuốc phải được thử nghiệm hoàn
chỉnh trên lâm sang. Thuốc phải đăng ký theo tiêu chuẩn thuốc và phải có sự kê đơn của
Bác sĩ.
Trong bảng dưới đây tóm lược các đặc điểm của các loại thực phẩm và thuốc, các yêu
cầu sử dụng và dán nhãn trên bao bì.
Bảng 1.1: Phạm trù giữa thực phẩm và thuốc
Phạm trù
Thuốc và dược liệu
Thực phẩm thuốc
Thực phẩm chức năng
Thực phẩm thông thường
Sản phẩm
Dược phẩm có qui định sử dụng, Bác sĩ kê đơn.
Dược phẩm không có qui định kê đơn của Bác sĩ, có
hướng dẫn.
Sản xuất theo qui trình sản xuất thuốc, thực phẩm.
Được Bác sĩ chẩn đoán dinh dưỡng và kê đơn.
Thế hệ I: Chọn lựa thực phẩm chức năng có trong tự
nhiên.
Thế hệ II: Thực phẩm được bổ sung tăng cường hoạt chất
chức năng.
Thế hệ III: Thực phẩm được phối hợp các hoạt chất chức
năng.
Thực phẩm mới
Thực phẩm dinh dưỡng đặc biệt.
Thực phẩm thông thường
[3]
- 5 -

1.3. Lịch sử nghiên cứu thực phẩm chức năng trong nước và trên thế giới
1.3.1. Trên thế giới
Từ năm 1900 đã có khái niệm sử dụng thực phẩm để phòng bệnh và tăng cường cho
sức khỏe. Lúc bấy giờ người ta biết dử dụng muối giàu iod để phòng và chữa bệnh bướu cổ,
ngày nay chúng ta coi đó là thực phẩm chức năng. Trước đó người ta còn biết sử dụng củ cà
rốt để chữa bệnh quáng gà, ngày nay ta coi đó là bệnh thiếu vitamin A và cà rốt cung cấp
tiền chất vitamin A để chữa bệnh.
Thời kì cổ đại Hypocrat coi thức ăn cũng là phương tiện điều trị bệnh. Nhưng lúc bấy
giờ, người ta chưa hiểu một cách rõ ràng chất nào trong thực phẩm có giá trị phòng và chữa
bệnh, phần lớn họ dùng thực phẩm để phòng và chữa bệnh theo kinh nghiệm. Vì vậy từ thế
kỉ thứ 19 trở về trước, người ta có quan niệm khi có bộ phận nào đó của cơ thể bị bệnh thì
tìm thức ăn tương ứng ăn vào sẽ chữa được bệnh, nói khác đi là “ đau cái gì ăn cái nấy”.
Điều này không đúng với các bệnh truyền nhiễm. Sau này khi ngành hóa học hữu cơ, hóa
phân tích, hóa sinh phát triển, người ta mới làm rõ ra vai trò sinh học của mỗi loại chất dinh
dưỡng trong thức ăn đối với cơ thể. Định nghĩa thực phẩm chức năng ngày càng sáng tỏ
hơn, ngày càng có sự giao thoa giữa ngành Y Dược với ngành chế biến thực phẩm. Nói
khác đi “ người thầy thuốc cũng là người đầu bếp, người đầu bếp cũng là người thầy thuốc”.
Hiện nay ở Trung Quốc và một số quốc gia khác phát triển thực phẩm chức năng rất
mạnh. Theo Zonglian Jin và Bodi Hui, trường Đại học Khoa học Bắc Kinh (2003) thì đến
cuối năm 2002 có đến 3799 sản phẩm thực phẩm chức năng được Bộ Y tế Trung Quốc
chuẩn y. Trong số này có đến 71,5% thực phẩm chức năng thuộc nhóm giúp cho cơ thể tăng
cường sức đề kháng để kháng bệnh, giúp cho cơ thể điều chỉnh lượng mỡ máu và giải thoát
mệt mỏi, thư giãn [3].
1.3.2. Tình hình sử dụng thực phẩm chức năng ở Việt Nam
Đối với nước ta, việc nghiên cứu tạo ra các chế phẩm thực phẩm chức năng mang
phương châm “ công nghệ cao, bản sắc cổ truyền” là hướng nghiên cứu rất lý thú và có lợi
thế, bởi vì chúng ta có thế mạnh về tài nguyên sinh học nhiệt đới và có kho tàng kinh
- 6 -

nghiệm phong phú của nền y học dân tộc. Từ lâu đời, nhân dân ta đã biết sử dụng bột cóc
để chống bệnh còi xương cho trẻ em, sử dụng côn trùng và các động vật rừng với mục đích
bổ dưỡng và làm thuốc chữa bệnh. Ngoài ra, còn nhiều loại sản phẩm biển có giá trị dinh
dưỡng cao, dược liệu quý như yến sào, bào ngư, hải sâm, vi cá, các loài nhuyễn thể
biển…phục vụ các bữa yến tiệc cung đình. Kho tàng kinh nghiệm này không ngừng được bổ
sung từ thế hệ này qua thế hệ khác qua quá trình lao động chinh phục thiên nhiên và đang
được nền y học hiện đại soi sáng, chứng minh.
Phòng Hóa sinh protein, thuộc Viện Công nghệ sinh học đã tiến hành phân tích sinh
hóa 4 loài hải sâm ăn được, 4 loài rắn biển ăn được và loài cầu gai. Từ đó đã phát hiện được
một số hoạt chất sinh học quan trọng có trong thịt của chúng. Các phát hiện này đã tạo cơ sở
khoa học cho việc nghiên cứu và sản xuất thực phẩm chức năng, các chế phẩm tăng lực đầu
tiên cho vận động viên Việt Nam. Bước đầu đưa vào sử dụng đã giúp cho các vận động viên
đạt được một số cải thiện về thể lực, thi đấu thành công.
Những kết quả nghiên cứu bước đầu về thực phẩm chức năng ở trong nước có ý nghĩa
to lớn, có triển vọng đóng góp cao cho ngành công nghiệp dược của nước ta.
Trong tương lai sẽ phát triển những loại thực phẩm cung cấp năng lượng cao, có thể
tích nhỏ, thuận lợi cho việc vận chuyển, không phải nấu nướng và khẩu vị phải đa dạng. Các
yếu tố trí nhớ và nâng cao sức đề kháng, sức chống chịu của cơ thể…sẽ được đưa vào thực
phẩm chức năng dùng cho nhân dân, người lao động trí óc, đặc biệt cho bộ đội trong các
cuộc hành quân thần tốc và trong chiến tranh tình hình mới[14].
- 7 -

Chương 2: Phân loại thực phẩm chức năng – Vai trò sinh học
CHƯƠNG 2
PHÂN LOẠI THỰC PHẨM CHỨC NĂNG - VAI TRÒ SINH HỌC
2.1. Phân loại thực phẩm chức năng
Có nhiều cách phân loại:
Dựa vào đặc tính cấu tạo hóa học, người ta chia các chất dinh dưỡng chức năng theo
các nhóm sau:
2.1.1. Các chất xơ chức năng trong dinh dưỡng
Chất xơ là các polysaccharide không phải là tinh bột, là bộ khung, giá đỡ của các mô,
tế bào thực vật và có sức chống đỡ với các men tiêu hóa của người. Chất xơ có nhiều trong
rau, quả, phần cám của hạt gạo.
Thực phẩm có nhiều chất xơ có tác dụng làm khối phân trở nên lớn, xốp, kích thích
nhu động ruột, làm giảm thời gian lưu phân trong ruột già, chống táo bón. Ngoài ra chất xơ
còn hấp phụ độc tố trong ruột, không cho hấp thu vào cơ thể, thải chúng ra ngoài theo phân.
Người ta theo dõi thấy, khối lượng phân nhỏ hơn 100g mỗi ngày dễ làm tăng nguy cơ ung
thư đại tràng. Do đó cần có khối lượng phân lớn hơn 132g mỗi ngày. Điều đó cần lượng
chất xơ cần thiết là 17,9g/ngày.
Thực phẩm có nhiều chất xơ còn làm chậm hấp thu đường, có tác dụng tốt cho người
bệnh tiểu đường, béo phì. Chất xơ còn ngăn cản sự tái hấp thu cholesterol, có tác dụng tốt
cho người bệnh tim mạch.
Một số chất xơ tan có khả năng lên men sinh acid hữu cơ bởi vi sinh vật ở ruột già, tạo
môi trường acid, ức chế vi khuẩn lên men thối có hại, đồng thời các acid hữu cơ này cũng
được hấp thu, cung cấp năng lượng không phải đường cho cơ thể.
- 8 -

2.1.2. Các loại đường đa phân tử chức năng (Oligosaccharides)
Có nhiều loại đường đa phân tử (3 – 9 phân tử đường đơn), như đường đa
fructooligosaccharide có nhiều trong rau quả, lactooligosaccharide có trong sữa, những
oligosaccharide khác có nhiều trong hạt đậu nành…
Các loại đường này cơ thể không có khả năng tiêu hóa hấp thu ở đoạn trên của ruột do
đó làm chậm hấp thu đường, giảm bớt gánh nặng sản xuất insulin của tuyến tụy, vì thế có
tác dụng tốt cho người mắc bệnh tiểu đường. Loại đường này cũng có nhiều trong rau quả.
2.1.3. Acid amin, peptide và protein chức năng
Acid amin, peptide và protein là thành phần rất quan trọng để duy trì sức khỏe, sự
sống. Gần đây chúng còn được biết thêm như là một thực phẩm chức năng.
Acid amin cần thiết cho việc điều trị, phục hồi sức khỏe cho người bệnh tật, chấn
thương, điều hòa hoạt động của hệ thần kinh trung ương.
Peptid và protein có vai trò quan trọng trong việc tăng cường hoạt động của hệ thống
miễn dịch như protein kháng thể trong sữa đầu, protein kháng thể chống bệnh đường ruột
trong lòng đỏ trứng được sản xuất bằng cách tiêm vaccine vi khuẩn gây bệnh đường ruột
cho gà mái đẻ trứng. Ngoài ra, protein còn có tác dụng trong việc điều hòa hấp thu vitamin,
chất khoáng, hấp thu và nước. Một số loại protein như gelatin, casein …, những chất này ức
chế chuyển dạng tự angiotensin I thành angiotensin II, do đó làm giảm huyết áp, phòng
chống bệnh cao huyết áp.
Lượng peptide chứng năng có trong thực phẩm tự nhiên nhìn chung không cao. Vì vậy,
người ta tạo ra các loại peptide này bằng phương pháp hóa sinh, công nghệ gen hay vi sinh
vật trong công nghệ enzyme để thu một số lượng lớn tăng cường vào thực phẩm chế biến.
2.1.4. Vitamin và khoáng chất
Ngoài những tác dụng thông thường, vitamin và khoáng chất còn có một số tác dụng
khác trong việc phòng chống bệnh tật.
- 9 -

Carotene, vitamin A, E, C, glutathion, tocopherol, sắt, kẽm, selenium có khả năng
chống oxy hóa nên có khả năng phòng được những bệnh mãn tính, đặc biệt là bệnh tim
mạch, ung thư và lão hóa.
Vitamin B6, B12 và acid folic cũng làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, có tác dụng
tốt cho sự phát triển bào thai và cho sức khỏe bà mẹ mang thai.
Kẽm và vitamin A làm tăng cường hoạt động của hệ thống miễn dịch, phòng ngừa các
bệnh nhiễm trùng, đặc biệt là tiêu chảy và nhiễm trùng hô hấp ở trẻ nhỏ.
2.1.5. Vi khuẩn sinh acid lactic, acid butyric
Đây là nhóm vi khuẩn có ích tiêu biểu cho những vi sinh vật đường ruột, có tác dụng
làm giảm hội chứng không dung nạp lactose, dự phòng và điều trị tiêu chảy. Ngoài ra nó
còn làm giảm cholesterol trong máu, phòng chống bệnh ung thư ruột kết, nhất là acid
butyric.
Những vi khuẩn này được cung cấp qua đường miệng như là một probiotic, có tác
dụng tăng cường miễn dịch, hạn chế táo bón, điều trị nhiễm trùng tiết niệu sinh dục.
2.1.6. Acid béo chưa no
Vai trò phòng bệnh của acid béo chưa no một nối đôi (MUFA) và nhiều nối đôi
(PUFA), omega-6 và omega-3 đã được nghiên cứu. Một số acid béo thuộc những loại này
có khả năng phòng ngừa một số bệnh mãn tính như: phòng ngừa hình thành huyết khối, xơ
vữa động mạch, phòng bệnh tăng huyết áp, giảm mỡ máu, loạn nhịp tim. Ngoài ra còn có
khả năng chống viêm khớp, bệnh vảy nến, ung thư.
Lecithin là một phospholipid có tác dụng cùng với omega-3 làm giảm cholesterol máu,
qua đó giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Lecithin có nhiều trong lòng đỏ trứng gà, đậu
nành, rau quả.
- 10 -

2.1.7. Các loại sắc tố thực vật
Thực vật có rất nhiều loại sắc tố khác nhau, dựa trên cấu trúc hóa học và màu sắc của
nó, sắc tố thực vật được chia làm 3 nhóm chính: nhóm sắc tố có màu xanh (Chlorophyll),
nhóm sắc tố màu vàng – đỏ (Carotenoid) và nhóm sắc tố màu tím (Anthocyanin).
Các sắc tố thực vật, nhất là nhóm carotenoid có vai trò chống oxy hóa rất mạnh, vì vậy
có tác dụng phá hủy các gốc tự do, ngăn chặn sự hình thành gốc tự do trong cơ thể, từ đó
bảo vệ tốt tế bào, tránh tổn thương do các yếu tố vật lý, hóa học gây ra. Nhờ đặc tính này mà
sắc tố thực vật có vai trò phòng ngừa bệnh ung thư.
Ngoài ra, các sắc tố thực vật còn được sử dụng làm màu thực phẩm tự nhiên rất an toàn
cho cơ thể.
2.2. Phân loại dựa theo nguyên liệu thực phẩm chức năng
2.2.1. Thực phẩm chức năng có nguồn gốc thực vật
Một số thực phẩm chức năng có nguồn gốc thực vật phổ biến như:
Đậu nành:
Là thực phẩm truyền thống của nhiều nước trên thế giới kể cả Việt Nam. Ngày nay,
ngoài quan tâm đến giá trị dinh dưỡng protein của nó, từ thập kỷ 90 đến nay, người ta còn
chú ý nhiều đến các chất dinh dưỡng chức năng trong đậu nành. Nó là loại thực phẩm có
khả năng phòng chống các bệnh tim mạch, ung thư, bệnh loãng xương và những biểu hiện
của hội chứng tiền mãn kinh.
Cà chua:
Một số nghiên cứu gần đây cho thấy ăn nhiều cà chua làm giảm đáng kể nguy cơ ung
thư tiền liệt tuyến, ung thư vú, ung thư tuyến tiêu hóa, ung thư cổ tử cung, ung thư bàng
quang, ung thư da và phổi. Cà chua còn làm giảm nguy cơ nhồi máu cơ tim. Khả năng
phòng chống bệnh ung thư và tim mạch của cà chua được cho là nhờ lycopene, một dạng
của carotene có khả năng chống oxy hóa mạnh.
- 11 -

Tỏi (Allinum sativum):
Tỏi là loại thực phẩm chức năng thường được sử dụng nhất, có vai trò rất quan trọng
trong việc nâng cao sức khỏe con người. Nó có khả năng phòng bệnh ung thư, là chất kháng
sinh thực vật tự nhiên, chống tăng huyết áp và giảm cholesterol máu. Trong tỏi có nhiều hợp
chất chứa lưu huỳnh tan trong nước và tinh dầu tạo nên mùi vị rất rõ và đặc trưng, nhờ vậy
giúp cho tỏi có được những tác dụng y học trong việc phòng chống bệnh tật. Tỏi còn có tác
dụng làm giảm nguy cơ mắc các chứng bệnh tim mạch và huyết áp.
Các loại rau cải (Broccoli và Cruciferous Vegetables):
Nhiều nghiên cứu dịch tễ học cho thấy những người tiêu thụ nhiều rau họ cải, đặc biệt
là cải bắp, súp lơ (đặc biệt bông xanh), cải brussel giảm nguy cơ mắc bệnh ung thư. Những
loại rau cải này chứa hợp chất glucosinolate, một loại glycoside có chứa lưu huỳnh chống
lại chất gây ung thư, đặc biệt là ung thư vú vì nó ức chế receptor estrogene.
Cam quýt:
Các loại quả thuộc nhóm này gồm cam, quýt, chanh, quất, bưởi… Một số nghiên cứu
dịch tễ học chỉ ra rằng các loại quả thuộc nhóm này có khả năng phòng chống nhiều loại
ung thư ở người nhờ hàm lượng vitamin C, acid folic và lượng chất xơ khá cao trong nó.
Rượu vang và nho đỏ:
Rượu vang, đặc biệt là vang đỏ có thể làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch. Tỷ lệ
mặc và tử vong do bệnh tim mạch ở cả nam và nữ giảm rõ rệt ở những người có sử dụng
thường xuyên rượu vang. Ở vùng sản xuất và sử dụng nhiều rượu vang đỏ ở Pháp, mặc dù
người dân ở đây ăn nhiều mỡ heo tuy nhiên tỷ lệ mắc bệnh tim mạch lại rất thấp vì họ uống
rượu vang đỏ hàng ngày. Trong rượu vang có flavonoid, đặc biệt rượu vang đỏ có nhiều
phenolic có tác dụng ngăn ngừa quá trình oxy hóa hạt mỡ LDL trong máu, từ đó làm giảm
sự tích đọng cholesterol trên thành mạch, tránh xơ vữa động mạch. Ngoài ra trong rượu
vang đỏ còn có những chất ngăn ngừa bệnh ung thư.
- 12 -

Trà:
Trà là một trong những thức uống phổ biến nhất trên thế giới. Trong trà có hợp chất
polyphenolic, có nhiều trong trà xanh, có vai trò chống ung thư, đặc biệt là ung thư vú. Hợp
chất polyphenolic có nhiều dẫn xuất khác nhau, có tác dụng chống oxy hóa mạnh , bảo vệ tế
bào tránh đột biến gen, vì vậy mà nó phòng chống được ung thư. Một số bằng chứng khác
cũng cho thấy việc tiêu thụ trà xanh còn làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim mạch, vì trong trà
xanh chứa nhiều hợp chất flavonoid.
2.2.2. Thực phẩm chức năng có nguồn gốc động vật
Những loại thực phẩm chức năng có nguồn gốc từ động vật đáng kể bao gồm: cá, sữa
và sản phẩm từ sữa, thịt bò…
Cá và dầu cá:
Trong cá, đặc biệt là cá biển có nhiều acid béo chưa no Omega-3. Đây là loại acid béo
chưa no có nhiều nối đôi (PUFA). Acid béo Omega-3, đặc biệt là DHA rất cần cho sự phát
triển não bộ đứa trẻ, ngoài ra nó có tác dụng làm giảm chlesterol xấu LDL và làm tăng
cholesterol tốt HDL, vì vậy có tác dụng bảo vệ tim mạch, tránh cao huyết áp và xơ vữa động
mạch.
Sữa và các sản phẩm từ sữa:
Sữa mẹ là thức ăn tốt nhất cho sự phát triển của em bé vì nó có thành phần dinh dưỡng
rất đầy đủ và cân đối, dễ tiêu hóa. Ngoài ra trong sữa mẹ còn có một lượng kháng thể đáng
kể phù hợp với cơ thể trẻ để chống lại sự xâm nhiễm vi trùng gây bệnh. Theo tài liệu của Hà
Huy Khôi (2004) thì trong sữa mẹ còn có yếu tố bifidus mà bản chất của nó là
lactooligosaccharide, có tác dụng kích thích nhóm vi sinh vật hữu ích trong ruột già như
Bifidobacterium phát triển, kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn gây hại. Những vi khuẩn có
ích trong đường ruột được coi là probiotic bao gồm: Bifidobacterium, Lactobacillus,
Enterobacteriaceae… Ngày nay người ta sử dụng nó để chế biến sữa chua yoghurt.
- 13 -

Sản phẩm sữa điều trị giàu chất xơ:
Sữa điều trị là loại sữa được thay thế chất béo bởi chất xơ tan, từ rau quả. Đây là loại
sữa có hàm lượng cholesterol rất thấp, được sử dụng phổ biến tại Hoa kỳ và Nhật bản. Chất
oligosaccharide bổ sung vào sữa có tác dụng kích thích vi khuẩn Bifidobacterium ở ruột già
phát triển, ức chế lên men thối.
Sữa giàu-globulin:
Người ta sử dụng những chủng vi sinh vật đặc biệt (bioincubator) để sản xuất tạo nhiều
-globulin trong sữa với mục đích điều trị bệnh.
Sữa chua probiotics:
Sử dụng chủng vi khuẩn hữu ích đường ruột Bifidobacterium cấy vào trong sữa chua
để hỗ trợ vi sinh vật đường ruột cạnh tranh ức chế vi sinh vật gây bệnh và có hại cho đường
tiêu hóa. Từ đó loại sữa chua probiotics này có tác dụng phòng chống bệnh tiêu chảy do vi
khuẩn gây ra.
Lactoferrin:
Một dạng protein có chứa sắt có trong sữa động vật có chức năng đề kháng sự phát
triển của vi sinh vật gây bệnh. Nó được coi là một phụ gia thực phẩm thiên nhiên thay thế
nhiều phụ gia hóa học khác trong chế biến thịt hộp, lạp xưởng, xúc xích. Nó không chỉ có
tác dụng sinh học cao mà còn làm giảm lượng vi sinh vật có hại gây bệnh trong đường ruột
và dạ dày. Nó còn được phổ biến trong thức ăn qua đường tiêu hóa.
Phomai cải tiến:
Sử dụng chủng vi sinh vật kết hợp với quy trình chế biến để làm giảm cholesterol,
giảm lượng béo và natrium trong phomai, rất tốt cho người bệnh tim mạch. Chủng vi sinh
vật đặc biệt này làm thay đổi thành phần chất lượng dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe, có tác
dụng phòng và điều trị bệnh.
- 14 -

Ngoài cách phân loại như trên, ở một số nước còn có các cách phân loại khác nhau. Ví
dụ ở Nhật Bản, bảng phân loại hệ thống FOSHU (Food for Specific Health Use) như sau:
Bảng 2.1: Hệ thống phân loại FOSHU
Tuyên bố về sức khoẻ
Thực phẩm cải thiện
đường tiêu hoá
Thực phẩm cho người
có cholesterol máu cao
có huyết áp cao
có triacyglycerol huyết
thanh cao
Thực phẩm liên quan
hấp thụ và chuyên chở
khoáng chất
Thực phẩm Non-
caloriogenic
Thực phẩm cho những
người quan tâm đến
đường huyết
Yếu tố chức năng
Prebiotics:
oligosaccharides,
rafftinose, lactulose,
arabinose.
Probiotics:lactocillus,
bifidobacterium.
Đạm đậu nành,
alginate, chitosan,
sitosterol ester
Chuỗi acid amin
Diaglycerol và
sitosterol
Casein, calcium
citrate isoflavone
Manitol, polyphenols,
paltinose, xylytol
Bột mì albumin, tiêu
hoá globin,
polyphenol
Số sản
phẩm
336
28
42
9
17
6
4
Loại thực phẩm trên
thị trường
Nước giải khát,
yaourt, bánh biscuit,
đường viên, đậu nành
đông, dấm, chocolate,
soup bột, sữa lên
men, miso soup, ngũ
cốc
Nước giải khát, thịt
viên, xúc xích, sữa
đậu nành, bánh
biscuit, magarin.
Nước giải khát, soup,
acid lactic, nước uống
lên men, đậu nành.
Dầu ăn
Nước giải khát, đậu
nành lên men (natto),
mứt.
Chocolate, chewing
gum.
Kẹo, soup, nước giải
khát.
[73]
- 15 -

2.3. Vai trò sinh học của một số loại thực phẩm chức năng tới sức khỏe con người
2.3.1. Thực phẩm chức năng nguồn gốc thực vật
Đậu nành
Tên khoa học: Glycine max (L.) Merr., Glycine soja Sieb., et Zucc, G. hispida Moench.
Họ: đậu (Fabaceae)
Thành phần hóa học: hạt đậu nành chứa: nước 9.42%, protein 29.6%, chất béo 13.5-
24.2%, chất xơ 2.84-6.27%, carbohydrate 14.07-23.88%.
Protein đậu nành tương đối cân đối acid amin. Chất béo trong đậu nành chứa nhiều
acid béo chưa no omega-3 và omega-6. Trong vỏ hạt đậu nành có rất nhiều chất
fructooligosaccharide, là những chất xơ tan có tác dụng như là một prebiotic (không tiêu
hóa ở đoạn trên ruột non, nhưng tiêu hóa tốt ở ruột già do vi khuẩn cộng sinh
Bifidobacterium lên men sinh ra acid hữu cơ cung cấp cho vật chủ). Ngoài ra trong đậu nành
còn có chứa carotene (100UI/100g) và các vitamin khác. Đậu nành sống có chứa các
enzyme amylase, urease, lipoxidase, carboxylase, catalase và các chất kết dính, các chất
kháng men tiêu hóa protein (anti-trypsine). Đặc biệt đậu nành có chứa các dẫn xuất
flavonoid, là những chất chống oxy hóa, và isoflavone (có các dẫn xuất là genistein và
daidzein), có tính chất giống estrogen gọi là phytoestrogen. Trong đậu nành còn có chứa các
chất saponin gọi là soyasaponin I – IV.
Tác dụng dược lý phòng chống bệnh tật:
Bảo vệ gan: soyasaponin III và IV (có 2 đơn vị đường) có tác dụng bảo vệ gan mạnh
hơn soyasaponin I và II (có 3 đơn vị đường).
Ức chế monoaminoxydase A (MAO: một loại enzyme oxy hóa acid amin): flavonoid
trong đậu nành có tác dụng ức chế MAO, từ đó bảo vệ acid amin có 1 amin.
Chống oxy hóa (antioxydant): isoflavone có tác dụng chống oxy hóa mạnh hơn-
tocopherol gấp 80 – 100 lần.
- 16 -

Làm giảm cholesterol máu: ở nhóm cholesterol cao vừa phải, đậu nành làm giảm
cholesterol toàn phần 9.3% (23.2mg/100ml máu); Cholesterol tỷ trọng thấp (LDL-
cholesterol) 12.9%; triglycerid máu giảm 10.5% (13.3mg/100ml).
Tác dụng kiểu estrogen: phytoestrogen (genistein và daidzein) có tác dụng làm giảm
cơn bốc hỏa rạo rực, khó chịu ở những phụ nữ tiền mãn kinh và mãn kinh.
Hình 2.1: Công thức cấu tạo Soyasaponin I – IV [3]
Hình 2.2: Công thức cấu tạo isoflavone và dẫn xuất [3]
- 17 -

Cà chua
Tên khoa học: Solanum lycopersicum L., hoặc Lycopersicum esculentum Mill.
Họ: cà (Solanaceae)
Thành phần hóa học: quả cà chứa trigonelin, stachydrin, cholin. Vỏ quả chứa nasunin,
shisonin, delphinidin-3-monoglucoside. Lá chứa 1,2,3,4-tetrahydroxynortropan, 4-ethyl-1,2-
benzendiol. Ngoài ra còn có melongosid F, melongosid H, melongosid K, melongosid M,
solasonin, arigininglycoside, nasunin. Đặc biệt trong quả cà chua chín đỏ có nhiều
lycoxanthin, monohydroxylycopene. Cà chua còn chứa trigonelin, -amino-4-
ethylglycoxalin, acid cafeic, acid clorogenic, acid neoclorogenic, 5-nucleotid-5-
hydroxytryptamin, acid cyanhydric (vết), delphinidin. Quả có chứa nhiều pectin 11%, acid
oxalic. Hạt cà chua chứa dầu béo 21.2%, trong đó có nhiều acid linoleic.
Tác dụng dược lý:
Cao chiết với cồn ethylic và aceton từ lá cà chua có tác dụng giảm đau, an thần và gây
tê. Cà chua có tác dụng chống đái tháo đường trên động vật thí nghiệm. Lá cà chua có chứa
tomatin, một chất kháng khuẩn chống nấm. Tomatin còn được dùng để bán tổng hợp
steroid.
Cà chua giàu lycopene, chất có khả năng chống oxy hóa rất tốt. Bằng con đường chọn
giống và công nghệ sinh học biến đổi gen, các nhà khoa học đã tạo ra loại cà chua mới có
hàm lượng lycopene cao gấp 3.5 lần cà chua thường, có khả năng chống ung thư rất mạnh.
Hình 2.3: Công thức hóa học của lycopene [65]
- 18 -

Bảng 2.2: Hàm lượng lycopene trong một số sản phẩm cà chua
Loại sản phẩm cà chua
Súp cà chua, 1 chén
Mì sợ Spaghetti xốt cà chua, ½ chén
Cà chua đóng hộp, ½ chén
Xốt cà chua nấm, 2 muỗng canh
1 trái cà chua tươi chín, trung bình
Số lượng lycopene (mg)
24.8
19.4
11.8
5.1
3.7
[3]
Trà xanh
Tên khoa học: Camellia sinensis (L.) O.Ktze, Thea sinensis Seem.
Họ: trà (Theaceae)
Thành phần hóa học: trong lá trà tươi có polyphenol 22.2%, protein 17.2%, cafein
4.3%, xơ 27%, tinh bột 0.5%, đường khử 3.5%, pectin 6.5%, tro 5-6%. Trong lá tươi có
carotene, riboflavin, các acid nicotinic (PP), pantothenic và ascorbic. Chất tannin trong trà
xanh có rất nhiều hoạt chất sinh học như: epicatechin, galocatechin, ester galonyl của
epicatechin… tinh dầu trà xanh chủ yếu chứa jasmon, fufuryl alcol,-muurolen, geranial,
methyl phenyl carbinol.
Tác dụng dược lý:
Chống đái tháo đường: thí nghiệm trên chuột gây đáo tháo đường nhân tạo bằng
alloxan. Nhóm chuột dùng trà 10g/kg thể trọng lượng đường huyết không tăng, nhóm đối
chứng không dùng trà đường huyết tăng.
Tăng sử dụng thiamin (vitamin B1): dùng trà làm tăng chuyển thiamin thành thiamin
pyrophosphat. Kết quả lượng thiamin trong cơ thể giảm, vì vậy dùng nhiều trà sẽ gây thiếu
thiamin trầm trọng.
Chống oxy hóa: nhờ vào các hoạt chất trong polyphenol.
- 19 -

Làm se niêm mạc đường tiêu hóa, chống tiêu chảy. Tuy nhiên làm giảm tiêu hóa hấp
thu các dưỡng chất, đặc biệt là Fe.
Cafein, theophylin, theobromin trong trà có tác dụng kích thích thần kinh, tăng cường
sức làm việc của trí óc và cơ, tăng hô hấp, tăng điều hòa nhịp tim, lợi tiểu và kích thích ăn
ngon.
Hàm lượng Fluor khá cao trong trà xanh làm tốt cho răng, chống sâu răng.
Các hợp chất catechin trong trà xanh: catechin là một hỗn hợp dạng flavan-3-ols (chứa
–CH2- tại vòng C), là một trong các nhóm của flavonoids. Có 4 loại catechin tương ứng với
4 cấu trúc khác nhau:
Hình 2.4: Công thức cấu tạo các hợp chất catechin trong trà xanh [3]
Catechin ức chế hữu hiệu các gốc tự do, chống béo phì, có tác dụng diệt khuẩn
E.coli O-157. EGCG chống lại tổn thương DNA và các bướu trong phổi do gốc tự do
gây ra, ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư, ngăn ngừa bệnh tiểu đường phát
triển, bảo vệ tim, giảm đột biến gen, giảm nguy cơ viêm khớp …
- 20 -

Bảng 2.3: Khả năng ức chế các gốc tự do của các hợp chất trong trà xanh
Tên hợp chất
trong trà xanh
EGCG
EGC
ECG
EC
% Ức chế gốc
tự do DPPH
74.8
59.3
36.1
32.0
% Ức chế gốc
Superoxide
69.4
39.9
23.9
11.2
Ức chế men
Lipoxygenase IC (g/ml)
4.6
7.7
6.1
40.6
[3]
Củ nghệ
Tên khoa học: Curcuma domestica Valet., Curcuma longa L.
Họ: gừng (Zingiberaceae)
Thành phần hóa học: củ nghệ Ấn Độ: nước 13.1%, protein 6.3%, chất béo 5.1%, xơ
2.6%, carbohydrate 69.4%, chất khoáng 3.5%. Carotenoid quy ra theo vitamin A là
50UI/100g.
Các hoạt chất trong củ nghệ có: các chất màu phenolic chủ yếu là các dẫn xuất của
diarylheptan. Trong đó có 3 chất chủ yếu là curcumin I, II, III. Chất màu curcumin 0.3% tan
được trong nước.
Các hợp chất tinh dầu nghệ khoảng 1 – 5% trong đó có tumeron, zingibéren, cineol.
Tinh dầu nghệ được xác định là những sesquiterpen ceton arturmeron.
Tác dụng dược lý: Chống viêm cấp tính và mạn tính thông qua cơ chế chống oxy hóa
tại chỗ viêm do sắc tố curcumin, bảo vệ mô tế bào, phòng chống bệnh thận, giảm hội chứng
Azheimer’s, chống xơ vữa động mạch, ngăn ngừa ung thư, bảo vệ tim do làm giảm lượng
cholesterol và lipid máu.
- 21 -

Hình 2.5: Các hợp chất curcumin trong củ nghệ [65]
2.3.2. Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu sinh vật biển và động vật
2.3.2.1. Nguồn nguyên liệu từ rong biển
Thành phần hóa học của rong biển
Sắc tố: Thành phần sắc tố khác nhau tùy từng loại rong: diệp lục tố, sắc tố đỏ, sắc tố
vàng, sắc tố nâu, sắc tố xanh lam…
Glucid: Bao gồm nhiều loại: monosaccharide, diosaccharide, polysaccharide. Mono-
và Dio-saccharide: Mannitol (rong nâu); Galacetose, mannose (rong đỏ). Disaccharide: Đối
với rong nâu thường có các chất: Alginic, Acid fucxinic, Fuccoidin, Laminarin, Cellulose.
Đôi với rong đỏ gồm: Agar, Carrageenan, Furcellaran, Xilan, Itridophican, cellulose, tinh
bột rong đỏ.
Protein: Hàm lượng protein tùy từng loại rong, thường protein trong rong nâu không
cao bằng rong đỏ nhưng nó khá hoàn hảo nên có thể sử dụng làm thực phẩm.
Ngoài ra còn có chất khoáng, nước, lipid…
- 22 -

Vai trò của rong biển
Là nguồn thực phẩm của con người:
Rong biển được coi là thực phẩm cho sức khỏe. Ở Nhật có những món ăn đặc trưng:
Nori (từ loài rong Phorphyra), Kombu (từ loài rong Laminaria), Wakame (từ loài rong
Undaria pinnatifida)…Ngoài ra còn nhiều món ăn được chế biến kết hợp với tảo bẹ, phổ tai
như phổ tai nấu với cá, thịt, nấu cháo với gạo hay món súp phổ tai.
Giá trị dược liệu và phòng chống bệnh tật của rong biển:
Rong biển được xem như là thuốc trị hen suyển, dạ dày, thuốc nhuận tràng, ngừa sạn
túi mật, chống nhiễm trùng đường tiết niệu, kiện toàn khả năng sinh dục, thuốc trị phong
thất lại thêm tính chất an thần và cũng hữu dụng với bệnh ngoài da.
Rong biển có tác dụng phòng và trị các bệnh: Ung thư, tim mạch, hạ chất mỡ, làm
loãng máu ngăn ngừa sự đóng cục tắc ngẵn mạch máu, bệnh bướu cổ do thiếu iod…
Ngoài ra, theo nghiên cứu của trường đại học New South Wales, Úc thì trong rong biển
ở Úc có chứa hợp chất furanone, nó có tác dụng ngăn chặn và phá vỡ khu trú của vi khuẩn,
nơi mà vi khuẩn tụ tập lại thành từng đám được bảo vệ bởi chất nhầy có cấu trúc bằng
polysaccharide – gọi đó là biofilm, chính biofilm bảo vệ cho vi khuẩn tránh được tác động
kháng sinh, kháng thể, nhờ đó mà vi khuẩn không bị tiêu diệt, tồn tại được trong cơ thể.
Chất Frucosterol mới tìm ra gần đây có tác dụng ngăn ngừa việc tạo ra các cục máu
đông trong mạch máu. Một số nguyên tố vi lượng trong rong vô cùng cần thiết cho cơ thể
con người như Selenium có chứa trong rong khá cao: 0,3-0,4 mg/kg vật chất khô, chất này
tham gia cấu trúc trong enzyme Glutathion peroxidase có tác dụng phá hủy các gốc tự do
trong cơ thể.
Rong biển giúp hệ thống miễn dịch hoạt động tốt và gia tăng hoạt động tổng thể của
con người. Nó cũng giúp quá trình trao đổi chất hiệu quả hơn và chống lại sự lão hóa.
Rong biển có chứa nhiều chất khoáng như kẽm, thiếc, selen, crom, antimon, bimut,
những chất ít tìm thấy trong các loại thực phẩm ngày nay. Các loại vitamin, bao gồm
- 23 -

vitamin E, A, C và B12 cũng có một hàm lượng khá lớn trong rong biển, chúng đem lại cho
con người đầy đủ dưỡng chất.
2.3.2.2. Nguồn nguyên liệu từ động vật
Chitosan Oligosaccharide: chất xơ trong động vật
Chitosan Oligosaccharide là một đường amin chức năng, không độc. Nó được ly trích
từ vỏ tôm, cua. Chitosan oligosaccharide là một hỗn hợp oligomers của D-glucosamine.
Trọng lượng phân tử trung bình của nó khoảng 2000.
Chitosan Oligosaccharide bị phân hủy bởi sự thủy phân do enzyme chitosanase. Sản
phẩm thủy phân chitosan có hai dẫn xuất là chitin và chitosan. Hỗn hợp chitin và chitosan
được gọi là chitosan vì chitosan chiếm tỷ lệ cao hơn nhiều so với chitin.
Chitosan Oligosaccharide đi qua dạ dày và ruột non mà không bị phân hủy và cũng
không hấp thu. Vì vậy, Chitosan Oligosaccharide đổ xuống kết tràng, ở đây nó bị enzyme
của vi sinh vật có ích trong ruột già phân giải lên men sinh acid có tác dụng như một
prebiotic, ức chế vi khuẩn lên men thối gây bệnh đường ruột. Như vậy Chitosan
Oligosaccharide có hiệu quả lên sức khỏe thể hiện qua các chức năng nổi bậc: Gắn với chất
béo và ức chế sự hấp thu chất béo nên góp phần chống béo phì, giảm thấp cholesterol xấu
LDL-cholesterol, tăng cholesterol tốt HDL-cholesterol, chống ung thư, chống nhiễm khuẩn,
thúc đẩy sự sản xuất kháng thể, hạ thấp đường huyết, kiểm soát huyết áp, phòng ngừa chứng
táo bón, làm tăng sự hấp thu Calcium, phòng ngừa bệnh tim mạch, làm giảm mức acid uric
trong máu.
Sữa ong chúa
Tác dụng của sữa ong chúa:
Tăng cường năng lượng cho hoạt động các cơ quan quan trọng trong cơ thể như: não
bộ, cơ tim, tuyến thượng thận…thông qua việc cung cấp năng lượng và thúc đẩy quá trình
hấp thu các chất sinh năng lượng và biến dưỡng nó.
- 24 -

Sữa ong chúa thúc đẩy tái tạo cơ quan bị hư tổn, thúc đẩy hình thành tế bào mới. Mặc
khác sữa ong chúa cũng ngăn chặn hiện tượng thoái biến của tế bào hiện hữu. Vì vậy sữa
ong chúa áp dụng rất tốt cho trẻ em, người già, thai phụ, người bệnh phục hồi sau cơn đau
nặng.
Giúp giải độc gan, duy trì tính đàn hồi của mạch máu, phòng trị chứng xơ cứng mạch
máu.
Phục hồi huyết cầu đối với người bị thiếu máu do: sốt rét, xạ trị hay quang tuyến X
trong trường hợp trị bệnh nhân ung thư.
Điều hòa lượng đường trong máu, đồng thời cải thiện trình trạng tổng quát của người
bệnh qua ảnh hưởng trên hệ thần kinh trung ương và mạng lưới tuần hoàn vi mạch, từ đó có
tác dụng tốt đối với người bị bệnh tiểu đường.
Ngoài ra còn nhiều tác dụng khác từ sữa ong chúa. Tuy nhiên không nên lạm dụng hay
cường điệu vai trò của sữa ong chúa, sữa ong chúa có ảnh hưởng tích lũy do đó không nên
dùng thường xuyên.
Sữa chua
Đây là thực phẩm bổ dưỡng cao, đồng thời cũng là loại thuốc ngăn ngừa bệnh viêm
ruột, tiêu chảy.
Sữa chua làm tăng tuổi thọ: kết quả thống kê trên nhiều quốc gia cho thấy số người thọ
trên 100 tuổi cao rõ rệt ở các địa phương có tập quán dùng sữa chua.
Một công trình nghiên cứu cho thấy những con bọ được nuôi bằng sữa chua có khả
năng miễn nhiễm vi trùng salmonella.
Vi khuẩn Lactobacillus acidophilus, một trong những loại vi sinh thường dùng để lên
men làm sữa chua, có tác dụng chống nhiễm trùng đường ruột một cách rõ rệt.
Năm 1963, bác sĩ Shahani đã ly trích 1 chất kháng sinh trong sữa chua đặt tên là
Acidophylline có tác dụng hữu hiệu không thua kém Penicilline. Đến nay người ta phát hiện
- 25 -

có tối thiểu 10 loại kháng sinh trong sữa chua không độc hại, dễ phân hủy trong môi trường,
không tồn dư trong cơ thể.
Khám phá gần đây nhất của Ý, Nhật Bản và Thụy Sĩ cho thấy sữa chua còn là tác chất
hưng phấn và kiện toàn hệ thống miễn nhiễm, sữa chua làm tăng hàm lượng kháng thể
chống vi khuẩn. Gần đây nhất người ta còn tìm thấy hàm lượng interferol có thể được gia
tăng gấp 3 lần trong máu của người có thói quen dùng sữa chua thường ngày.
Báo cáo đầu tiên từ Bulgarie về khả năng chữa lành ung thư trên sinh vật thí nghiệm
nuôi bằng sữa chua. Sau đó viện Ung thư New York đã chứng minh là sữa chua có thể ngăn
chặn sự phát triển của tế bào ung thư, vi khuẩn lactic trong sữa chua có khả năng ức chế
hoạt động của các yếu tố gây ung thư, ngăn chặn được các độc tố ruột sinh ung thư.
Như vậy, theo Metschnikow để cho sữa chua trở thành dược phẩm cần phải biến sữa
tươi thành sữa chua với thành phần vi sinh hữu ích, sau đó ứng dụng sữa chua như là dược
phẩm đặc hiệu.
Cá và chất dầu Omega trong cá
Tác dụng của cá và dầu cá biển:
Ảnh hưởng trên hệ thống tim mạch: Người ta nhận thấy bệnh ngạnh tắc mạch cơ tim là
nguyên nhân hàng đầu ở các quốc gia được mệnh danh là văn minh, hiện đại, tiêu thụ rất
nhiều thịt động vật nuôi công nghiệp. Trong khi đó bệnh này rất xa lạ với dân tộc Esquimo
vốn có thói quen ăn cá biển mỗi ngày. Một công trình nghiên cứu tại Nauy cho thấy người
bị chứng máu đặc chỉ cần ăn mỗi ngày 100g cá biển thì sau 6 tuần thành phần của máu đã
trở lại bình thường mà không cần dùng thuốc, chất mỡ trong máu thậm chí còn tốt hơn
người ăn chay kiên thịt.
Tác dụng ngăn ngừa bệnh ung thư vú: Các chuyên gia ở trường đại học Rutgers, Hoa
Kỳ nhận thấy kích tố Prostaglandine có xu hướng tăng cao trong máu của người sống trong
vùng đang có ung bướu. Dầu gan cá với chất béo Omega có khả năng ngăn chặn sự hình
thành thoái quá của kích tố này, từ đó ngăn ngừa được bệnh ung thư vú.
- 26 -

Dầu cá còn dùng để trị thấp khớp, có khả năng trị thiên đầu thống và còn có hiệu quả
điều trị phục hồi cho người bị viêm thận mãn.
Cá biển và dầu cá Omega còn là sản phẩm dinh dưỡng thích hợp cho người cao huyết
áp.
Loài nhuyễn thể có vỏ: Trai, nghêu, sò, ốc
Trai là thực phẩm vô cùng quí giá nhờ vào hàm lượng kẽm trong thịt trai rất cao. Cơ
thể con người chỉ cần 15mg Zn mỗi ngày mà trong 100g thịt trai đã có đến 70mg Zn.
Các loại hải sản có vỏ cứng như: nghêu, sò, tôm, ốc cũng có tác dụng tương tự như
trai. Chất béo trong các hải sản này có chứa nhiều acid béo thiết yếu nên nó có tác dụng làm
giảm lượng mỡ no (LDL), nhưng nó có tác dụng cải thiện hàm lượng chất béo chưa no
(HDL) trong máu, HDL giúp ích cho việc vận chuyển cholesterol trên thành mạch, trong mô
bào về gan rồi thải ra ngoài theo dịch mật. Người ta còn phát hiện trong mỡ loài nhuyễn thể
có nhiều acid béo chưa no rất quan trọng như Docosahexenoic acid (DHA) rất cần để phát
triển màng tế bào não.
Nghêu, sò đã được nghiên cứu ở massachussets, các nhà khoa học đã chứng minh các
loại thực phẩm này cung cấp cho não bộ nhiều hoạt chất hưng phấn sự bài tiết kích tố nội
sinh để đẩy mạnh hoạt động tâm thần, thúc đẩy khả năng sáng tạo…
2.3.3. Thực phẩm chức năng từ nguồn nguyên liệu nấm
Nấm mèo, Mộc nhĩ
Tên khoa học: Auricularia polytricha
Là loại nấm có mũ giống tai mèo, mép nhăn nheo cuộn vào trong, mọc tự nhiên trên
các giá thể là cây gỗ đã mục.
Thành phần hóa học: Trong 100g mộc nhĩ chứa: 10,6g protein; 0,2g lipid; 65g glucid;
7,0g cellulose.
Tác dụng dược lý và giá trị phòng chống bệnh tật:
- 27 -

Nấm mèo là thực phẩm có giá trị vô cùng lớn để phòng chống bệnh tim mạch với khả
năng thay thế các loại thuốc làm loãng máu vốn có nhiều phản ứng phụ.
Các chuyên gia ở đại học Washington đã ly trích từ nấm mèo một hoạt chất chống
đông máu có tên gọi là Adenosine với cơ chế tác động tương đồng với Aspirine.
Nấm mèo có tác dụng kéo dài tuổi thọ, dùng để trị thiên đầu thống hoặc ngăn ngừa
biến chứng viêm tỉnh mạch hậu sản.
Nấm mèo còn có khả năng phòng chống vi khuẩn và ngăn chặn sự phát triển của tế bào
ung thư.
Tuy nhiên để phát huy khả năng làm loãng máu, không cần phải ăn nhiều nấm mèo,
chỉ cần ăn 10g nấm mèo mỗi ngày là đủ. Tuyệt đối không nên ăn sống nấm mèo, tốt nhất
nên nấu canh, nấu miếng, hầm với thuốc bắc…
Nấm đông cô, nấm hương
Tên khoa học: Lentinula edodes
Thành phần các hoạt chất dược phẩm: Nổi bật nhất là các dẫn suất mạch vòng có chứa
lưu huỳnh như cyclohexasulphur.
Hoạt tính dược phẩm của nấm đông cô:
Hoạt tính kháng sinh, kháng khuẩn, kháng virus của nấm: lentinan (một chế phẩm của
nấm hương) có tác dụng kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm bệnh và ký sinh trùng,
chống lại sự viêm nhiễm của virus viêm não, chống bội nhiễm khuẩn ở các bệnh nhân bị
AIDS. Gần đây hoạt tính chống HIV-1, giảm độc tính của AZT bởi lentinan và các dẫn xuất
cũng được chứng minh, đặc biệt sulphat lentinan ức chế rất mạnh hoạt tính của reverse
transcriptase (enzyme sao chép ngược của HIV).
Hoạt động làm giảm cholesterol: Chất Eritidenin gồm Lentysin và Lentinacin do
Mizuno (1990,1993) xác định trong quả thể nấm hương nuôi trồng, chất này có khả năng
làm giảm mức cholesterol và các lipid trung tính trong máu, vì vậy nó có tác dụng tốt với
những người có bệnh tim mạch và huyết áp.
- 28 -

Nấm sò, nấm bào ngư
Tên khoa học: Pleurotus ostreatus
Nấm phân bố ở Bắc Mỹ, châu Á, châu Âu và một số nơi khác.Chúng sống trên thực
vật hoại sinh, đóng vai trò chìa khóa trong việc phân hủy cây gỗ đã chết để giữ cân bằng hệ
sinh thái rừng.
Tác dụng dược lý của dịch chiết từ nấm sò:
Dịch chiết nấm sò có khả năng kiểm soát có hiệu quả bệnh tim mạch và cholesterol
máu. Những nghiên cứu gần đây cho thấy nấm sò hạ thấp mức cholesterol và triglycerol
trong máu rất tốt.
Nấm sò có chứa mevinolin và một số hợp chất tương đối ít, có tác dụng cạnh tranh ức
chế enzyme HMG CoA reductase, đây là enzyme rất quan trọng để tổng hợp cholesterol.
Chính vì vậy khi sử dụng nấm này để ăn hoặc chiết xuất hoạt chất chữa bệnh có công dụng:
chống ung thư, tăng cường đáp ứng miễn dịch, chống lại sự viêm nhiễm, chống lại virus gây
bệnh, đồng thời nó cũng có tính chất như một kháng sinh.
Nấm Linh chi
Tên khoa học: Ganoderma lucidus
Nấm Linh chi thường sống hoại sinh trên gỗ mục như: gỗ lim, lim xẹt, muồng đen,
me…
Thành phần hóa học: Sterol: Ergosterol 0,3-0,4%, enzyme: Lysozyme, protease acid
và một số enzyme khác, protid: protein hòa tan, polypeptide, acid amin, đường: trehalose,
manitol, amin: betain, alkan: tetracosan, hentricotan, các acid béo, polysaccharide và nhiều
nguyên tố khoáng khác.
Tác dụng dược lý của nấm Linh chi:
- 29 -

Đồ án công nghệ sinh học sản xuất chế biến thực phẩm chức năng

Đồ án công nghệ sinh học sản xuất chế biến thực phẩm chức năng

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Đồ án công nghệ sinh học sản xuất chế biến thực phẩm chức năng

Similar to Đồ án công nghệ sinh học sản xuất chế biến thực phẩm chức năng (20)

More from Nhận Viết Đề Tài Điểm Cao ZALO 0917193864 - LUANVANTRUST.COM

More from Nhận Viết Đề Tài Điểm Cao ZALO 0917193864 - LUANVANTRUST.COM (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Đồ án công nghệ sinh học sản xuất chế biến thực phẩm chức năng