Luận án tiến sĩ HUS nghiên cứu hoạt chất sinh học trong sao biển astropecten polyacanthus tạo thực phẩm chức năng cho vận động viên điền kinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------*-----------

NGUYỄN HUY NAM

NGHIÊN CỨU HOẠT CHẤT SINH HỌC
TRONG SAO BIỂN Astropecten polyacanthus
TẠO THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
CHO VẬN ĐỘNG VIÊN ĐIỀN KINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

HÀ NỘI – 2014
1

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
-----------*-----------

NGUYỄN HUY NAM

NGHIÊN CỨU HOẠT CHẤT SINH HỌC
TRONG SAO BIỂN Astropecten polyacanthus
TẠO THỰC PHẨM CHỨC NĂNG
CHO VẬN ĐỘNG VIÊN ĐIỀN KINH
Chuyên ngành : Hóa sinh học
Mã số: 62 42 30 15

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
- PGS.TS Bùi Phƣơng Thuận
- GS.TS Lê Quý Phƣợng

HÀ NỘI – 2014
2

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỤC LỤC
MỤC LỤC

1

LỜI CAM ĐOAN

6

LỜI CẢM ƠN

7

CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

8

DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU

10

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

12

MỞ ĐẦU

15

1. Tính cấp thiết của luận án

15

2. Mục tiêu của luận án

18

3. Nội dung nghiên cứu của luận án

18

4. Địa điểm thực hiện luận án

18

5. Đóng góp mới của luận án

19

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

20

1.1. Vai trò của hoạt chất thiên nhiên trong thực phẩm đối với dinh dƣỡng và

20

sức khoẻ con ngƣời
1.1.1. Vai trò và tác dụng của các axit amin trong cơ thể

20

1.1.2. Vai trò và tác dụng của các nguyên tố vi khoáng trong cơ thể

22

1.1.3. Vai trò và tác dụng của các hormone steroid trong cơ thể được tổng

26

hợp trực tiếp qua đường thực phẩm bổ sung dinh dưỡng
1.2. Mối liên quan giữa Testosteron, Lactat dehydrogenaza (LDH) và axit

33

lactic trong vấn đề mệt mỏi và hồi phục của vận động viên.
1.3. ứng dụng các bài thuốc dân gian và cổ truyền vào việc bổ sung dinh

34

dƣỡng và thực phẩm thuốc nhằm tăng cƣờng thể lực cho các vận động viên
Việt Nam
CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

39

2.1. NGUYÊN LIỆU NGHIÊN CỨU

39

2.1.1 Mẫu nghiên cứu

39

3

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2.1.2 Hóa chất

39

2.2. THIẾT BỊ NGHIÊN CỨU

40

2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

41

2.4.1 Phƣơng pháp miễn dịch Eliza

41

2.4.2 Phƣơng pháp phân tích huỳnh quang tia X

42

2.4.3 Hệ thống phân tích axit amin tự động xác định thành phần và hàm

43

lƣợng axit amin
2.4.4 Các phƣơng pháp nghiên cứu sản xuất bột nguyên liệu Bionamine từ

44

sao biển Astropecten polyacanthus
2.4.5 Phƣơng pháp sấy phun

44

2.4.5 Các phƣơng pháp Y- Sinh học thể thao

45

2.4.6. Phƣơng pháp xác định tác dụng chế phẩm lên tinh dịch thỏ

46

2.4.6. Phƣơng pháp lấy mẫu máu kiểm tra sinh hóa

47

2.4.7 Phƣơng pháp xử lý số liệu

47

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

48

3.1. NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN HOẠT CHẤT SINH HỌC LOÀI

48

sao biển Astropecten polyacanthus
3.1.1. Các kết quả nghiên cứu về các hormone steroid có trong Sao biển

48

Astropecten polyacanthus và của một số sao biển khác
3.1.2. Các kết quả điều tra phân tích nghiên cứu về thành phần axit amin có

50

trong sao biển Astropecten polyacanthus

3.1.3. Các kết quả nghiên cứu điều tra về thành phần các chất vi khống có

53

trong sao biển Astropecten polyacanthus và của một số sao biển khác
3.2.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ QUI TRÌNH TẠO BỘT NGUYÊN

56

LIỆU CHO CHẾ PHẨM THỰC PHẨM CHỨC NĂNG VIÊN TĂNG LỰC
BIONAMINE TỪ sao biển Astropecten polyacanthus
3.2.1. Ứng dụng công nghệ enzym trong chế biến làm giàu các hoạt chất có

56

trong sao biển

4

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


3.2.2. Kết quả nghiên cứu so sánh về thành phần axit amin có trong mẫu bột

59

nguyên liệu sao biển Astropecten polyacanthus trƣớc và sau khi thuỷ phân
3.2.3. Các kết quả nghiên cứu về các hormone steroid có trong mẫu bột

61

nguyên liệu sao biển Astropecten polyacanthus trƣớc và sau khi thuỷ phân
3.2.4. Kết quả nghiên cứu về các chất vi khoáng có trong mẫu bột nguyên

62

liệu sao biển Astropecten polyacanthus trƣớc và sau khi thuỷ phân
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ ĐỘC TÍNH CẤP TÍNH VÀ BÁN

3.3.

65

TRƢỜNG DIỄN CỦA BỘT BIONAMINE ĐƢỢC SẢN XUẤT TỪ sao biển
Astropecten polyacanthus
3.3.1. Xác định độc tính cấp và bán trƣờng diễn của bột Bionamine từ sao

65

biển Astropecten polyacanthus
3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ QUI TRÌNH TẠO VIÊN TĂNG LỰC

69

BIONAMINE TỪ NGUYÊN LIỆU sao biển Astropecten polyacanthus
3.4.1. Nghiên cứu tạo viên tăng lực Bionamine

69

3.4.2. Sơ đồ quy trình tạo viên tăng lực Bionamine

71

3.5 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ THÀNH PHẦN VÀ TÁC DỤNG CỦA

71

VIÊN TĂNG LỰC BIONAMINE ĐƢỢC SẢN XUẤT TỪ NGUYÊN LIỆU
sao biển Astropecten polyacanthus TRÊN ĐỘNG VẬT VÀ VẬN ĐỘNG
VIÊN
3.5.1. Kết quả nghiên cứu về thành phần viên tăng lực Bionamine từ sao biển

72

Astropecten polyacanthus
3.5.1.1. Nghiên cứu thành phần axit amin trong viên tăng lực Bionamine từ

72

sao biển Astropecten polyacanthus
3.5.1.2. Nghiên cứu thành phần các chất vi khoáng trong viên tăng lực

74

Bionamine từ sao biển Astropecten polyacanthus
3.5.1.3. Nghiên cứu thành phần các hoạt chất hormone steroid trong viên

75

tăng lực Bionamine được sản xuất từ sao biển Astropecten polyacanthus
3.5.2. Kết quả nghiên cứu về thử nghiệm tác dụng trên động vật của viên tăng

76

5

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


lực Bionamine từ sao biển Astropecten polyacanthus
3.5.2.1. Viên tăng lực Bionamine có tác dụng rất tốt lên một số chỉ tiêu huyết

76

học của chuột cống trắng.
3.5.2.2. Chế phẩm Bionamine đã có tác dụng tăng cường thể lực và sức bền

78

của chuột trong quá trình bơi lặn
3.5.3.3. Chế phẩm Bionamine đã có tác dụng tốt lên một số chỉ tiêu sinh học

80

tinh dịch thỏ
3.5.4. Kết quả nghiên cứu về thử nghiệm viên tăng lực Bionamine trên vận

83

động viên
3.5.4.1. Viên tăng lực Bionamine có tác dụng hồi phục và nâng cao hàm

83

lƣợng Testossterone trong máu vận động viên
5.4.2. Viên tăng lực Bionamine đƣợc sản xuất từ sao biển Astropecten

84

polyacanthus có tác dụng bổ sung bù đắp nâng cao hàm lƣợng cortisol trong
máu vận động viên tác động tích cực vào q trình nâng cao thể lực và hồi
phục sức khoẻ cho vận động viên
3.5.4.3. Viên tăng lực Bionamine có tác dụng bổ trợ chức năng gan trong cơ

86

thể, kích hoạt enzym Lactat Dehydrogenaza (LDH) giúp tăng nhanh q trình
hồi phục
3.5.4.4. Bionamine có tác dụng trong quá trình phân giải axit lactic trong cơ

87

làm tăng cƣờng khả năng hồi phục của cơ thể vận động viên
3.5.4.5. Viên tăng lực Bionamine từ sao biển Astropecten polyacanthus có tác

88

dụng hồi phục và tăng hồng cầu và cải thiện các chỉ tiêu huyết học của vận

động viên
3.5.4.6. Viên tăng lực Bionamine có tác dụng hiệu quả lên các test gắng sức

90

tối đa của VĐV của vận động viên điền kinh Hà Nội
3.5.4.7. Viên tăng lực Bionamine có tác dụng tăng cƣờng thể lực và nâng

94

cao thành tích của vận động viên điền kinh

6

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


3.5.4.8. Viên tăng lực Bionamine có tác dụng kích thích thần kinh trung ƣơng

95

làm tăng nhanh phản xạ thần kinh giúp cho vận động viên xử lý nhanh tình
huống trong các bài tập
KẾT LUẬN

98

ĐỀ NGHỊ

99

DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN 100
ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO

101

TÀI LIỆU PHỤ LỤC

114

7

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các
số liệu, nhận xét và kết quả trong luận án này là trung thực và chƣa từng đƣợc
ai công bố trong bất kỳ một cơng trình nào khác, ngoại trừ các số liệu đã đƣợc
cơng bố trong một số cơng trình của tơi.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2014

Tác giả luận án

Nguyễn Huy Nam

8

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn Khoa Sinh học - Trƣờng Đại học Khoa học
Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội là Cơ sở đào tạo đã ủng hộ và tạo điều
kiện và hỗ trợ về mọi mặt để tơi hồn thành nhiệm vụ của một nghiên cứu sinh.
Tơi xin chân thành cảm ơn Phịng Hố sinh Protein, Phòng Sinh học Tế
bào sinh sản - Viện Cơng nghệ Sinh học và Viện Hố học và các Hợp chất
thiên nhiên thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện hỗ
trợ về cơ sở vật chất phịng thí nghiệm cũng nhƣ sự hỗ trợ về kinh phí trong
q trình thực hiện luận án này.
Tơi xin chân thành cảm ơn Viện Khoa học Thể dục Thể thao, Liên đoàn
Điền kinh Hà Nội - Tổng Cục Thể dục thể thao thuộc Bộ Văn hoá, Thể thao và
Du lịch đã giúp tơi trong q trình thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Bùi Phƣơng Thuận,
GS.TS Lê Quý Phƣợng, GS.TS Châu Văn Minh và các đồng nghiệp cùng công
tác tại Viện Công nghệ Sinh học, Viện Khoa học Thể dục thể thao, Viện Hoá
học và các Hợp chất thiên nhiên cùng các Thày cô và các bạn Bộ môn Sinh lý
thực vật và Hóa sinh – Khoa Sinh học, Phịng Đào tạo sau đại học - Trƣờng
Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
Luận án này sẽ khơng thể hồn thành nếu tơi khơng có đƣợc sự giúp đỡ
và ủng hộ lớn lao từ các bậc bố mẹ, vợ con gia đình hai bên nội ngoại, bạn bè,
đồng nghiệp và ngƣời thân, những ngƣời đã luôn bên cạnh tơi cả những lúc khó
khăn nhất để động viên chia sẻ và giúp đỡ tôi.
Tôi xin chân thành cảm ơn.

NCS. Nguyễn Huy Nam

9

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

A.vappa ..

Sao biển Astropecten vappa

S.equestris

Sao biển Stellaster equestris

A.polyacanthus..Sao biển Astropecten polyacanthus
ĐC ..........

Đối chứng

FVC ........

Dung tích sống gắng sức (Forced vital capacity)

LDH ........

Lactat dehydrogenase

MCV .......

Thể tích trung bình hồng cầu (Mean red cell volume)

Min .........

Phút

MVV.......

Thể tích thơng khí tối đa/phút (maximal voluntary ventilation)

NC ..........

Nghiên cứu

SL ...........

Số lƣợng

TTN ........

Trƣớc thực nghiệm

STN ........

Sau thực nghiệm

VC ..........

Dung tích sống (Vital capacity)

WBC .......

Số lƣợng tuyệt đối bạch cầu đoan trung tinh

RBC ........

Số lƣợng hồng cầu

HGB .......

Huyết sắc tố

MCV .......

Thể tích trung bình hồng cầu

TP ...........

Thủy phân

TTP .........

Trƣớc thủy phân

STP .........

Sau thủy phân

SS............

So sánh

VO2 .........

Thể tích oxy tiêu thụ trong 1phút

VO2max ....

Thể tích oxy tiêu thụ tối đa trong 1phút

Tes. .........

Testosterone

Prog ........

Progesterone

10

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Cor ..........

Cortisol

Oest.........

Oestradiol

LDH ........

Lactatdehydrogenase

ĐT...........

Độc tính

11

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC BẢNG

1

Bảng 1.1. Hàm lƣợng testosteron trong máu nam giới ở các lứa tuổi khác 33
nhau

2

Bảng 3.1. Hàm lƣợng các hoạt chất steroid có trong mẫu sao biển 49
Astropecten polyacanthus và một số loài sao biển khác.

3

Bảng 3.2. So sánh thành phần và hàm lƣợng một số hormone steroid của 50
sao biển Astropecten polyacanthus với một số động vật biển khác

4

Bảng 3.3. Kết quả thành phần và hàm lƣợng axit amin trung bình có trong 50
sao biển Astropecten polyacanthus và so sánh với một số loài sao biển
khác

5

Bảng 3.4. So sánh thành phần và hàm lƣợng axit amin của sao biển 52
Astropecten polyacanthus với một số động vật biển khác

6

Bảng 3.5. Kết quả phân tích hàm lƣợng các vi khống có trong sao biển

53

Astropecten polyacanthus
7

Bảng 3.6. So sánh thành phần và hàm lƣợng một số nguyên tố vi lƣợng 54
của sao biển Astropecten polyacanthus so sánh với một số động vật biển
khác

8

Bảng 3.7. Kết quả phân tích mẫu bột Sao biển Astropecten polyacanthus 58
sau thuỷ phân bằng papain với các điều kiện khác nhau

9

Bảng 3.8. Kết quả so sánh về thành phần axit amin có trong mẫu bột 60
nguyên liệu sao biển Astropecten polyacanthus trƣớc và sau khi thuỷ
phân.

10

Bảng 3.9. Kết quả so sánh hàm lƣợng các hoạt chất steroid có trong mẫu

62

bột nguyên liệu sao biển Astropecten polyacanthus trƣớc và sau khi thủy
phân
11

Bảng 3.10. Kết quả so sánh hàm lƣợng các vi khống có trong mẫu bột 62

12

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


nguyên liệu sao biển Astropecten polyacanthus trước và sau khi thuỷ phân
bằng papain.
12

Bảng 3.11.Tỷ lệ sống chết (LD50) của chuột nhắt trắng uống bột 66
Bionamine

13

Bảng 3.12. Kết quả nghiên cứu độc tính trƣờng của chuột nhắt trắng uống

67

bột Bionamine
14

Bảng 3.13. Hàm lƣợng các axit amin trong viên Bionamine so với các sản 72
phẩm khác

15

Bảng 3.14. Hàm lượng các chất vi khống có trong viên Bionamine so với 74
các sản phẩm khác.

16

Bảng 3.15. Hàm lƣợng các hoạt chất steroid có trong Bionamine so với 75
các sản phẩm khác

17

Bảng 3.16. Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu huyết học của chuột dùng thử 77
nghiệm chế phẩm

18

Bảng 3.17. Kết quả kiểm tra thời gian bơi của chuột

19

Bảng 3.18. Chỉ tiêu sinh học tinh dịch thỏ trƣớc bổ sung viên Bionamine, 80

79

Placebo
20

Bảng 3.19. Chỉ tiêu sinh học tinh dịch thỏ sau 10 ngày bổ sung viên 81
Bionamine, Placebo

21

Bảng 3.20. Chỉ tiêu sinh học tinh dịch thỏ sau 20 ngày bổ sung viên 81
Bionamine, Placebo

22

Bảng 3.21. Hàm lƣợng Testossterone trong máu của vận động viên điền 85
kinh trƣớc và sau 1 tháng luyện tập

23

Bảng 3.22. Hàm lƣợng Cortisol trong máu của vận động viên điền kinh 89
trƣớc và sau 1 tháng luyện tập

24

Bảng 3.23. Hàm lƣợng Lactat Dehydrogenaza (LDH) trong máu của vận 86
động viên điền kinh trƣớc và sau 1 tháng tập luyện

25

Bảng 3.24. Hàm lƣợng axit lactic trong máu của vận động viên điền kinh 87

13

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


trƣớc và sau 1 tháng tập luyện
26

Bảng 3.25. Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu huyết học ở vận động viên điền 88
kinh trƣớc và sau một tháng tập luyện

27

Bảng 3.26. Các chỉ số chức năng trung bình của vận động viên nam điền 90
kinh Hà nội trong test gắng sức tối đa

28

Bảng 3.27. Các chỉ số chức năng của vận động viên nữ đội điền kinh Hà 92
nội trong test gắng sức tối đa

29

Bảng 3.28. Kết quả kiểm tra thành tích của các vận động viên trƣớc và sau 94
khi dùng viên tăng lực Bionamine

30

Bảng 3.29. Kết quả kiểm tra phản xạ của vận động viên điền kinh

96

14

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ
1

Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo và trọng lƣợng phân tử của 20 loại axit

22

Amin
2

Hình 1.2. Cấu trúc chung của hormone steroid

27

3

Hình 1.3. Cơng thức cấu tạo của các hormone steroid đại diện

27

4

Hình 1.4. Cơ chế tác dụng của hormone steroid trên tế bào đích

28

5

Hình 1.5.Những tác dụng chính của cortisol trong chuyển hố trung gian

30

6

Hình 1.6. Cơ chế tác dụng của testosterone

31

7

Hình 1.7. Cơ chế tác dụng của testosterone thành

32

dihydrotestosteron(DHT)
8

Hình 3.1. So sánh hàm lƣợng hoạt chất steroid có trong sao biển

50

Astropecten polyacanthus với một số động vật biển khác
9

Hình 3.2. Biểu đồ so sánh thành phần và hàm lƣợng một số axit amin

53

của sao biển Astropecten polyacanthus với một số động vật biển khác
10

Hình 3.3 Biểu đồ so sánh kết quả phân tích hàm lƣợng các vi khống có

55

trong sao biển Astropecten polyacanthus với các động vật khác
11

Hình 3.4. Đồ thị các nguyên tố vi lƣợng trong Sao biển Astropecten

55

polyacanthus

12

Hình 3.5. Phổ kế các nguyên tố vi lƣợng trong sao biển Astropecten

56

vappa
13

Hình 3.6. Phổ kế các nguyên tố vi lƣợng trong sao biểnStellaster

56

equestris
14

Hình 3.7. Biểu đồ so sánh về thành phần axit amin có trong mẫu bột Sao

61

biển Astropecten polyacanthus trƣớc và sau khi thuỷ phân
15

Hình 3.8. Đồ thị các nguyên tố vi lƣợng trong mẫu bột sau khi thuỷ phân

63

bằng enzym papain của Sao biển Astropecten polyacanthus
16

Hình 3.9. Thiết bị sấy phun phục vụ sản xuất viên tăng lực Bionamine từ

64

15

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Sao biển Astropecten polyacanthus tại Cơng ty Cơng nghệ Intechpharm
17

Hình 3.10: Sơ đồ qui trình cơng nghệ sản xuất tạo bột nguyên liệu viên

64

tăng lực Bionamine từ sao biển Astropecten polyacanthus sau
18

Hình 3.11. Sản xuất viên tăng lực Bionamine từ sao biển Astropecten

70

polyacanthus trên dây chuyền thiết bị hiện đại đạt tiêu chuẩn GMP tại
Cơng ty Cơng nghệ Intecpharm
19

Hình 3.12. Sơ đồ qui trình sản xuất viên tăng lực Bionamine

71

20

Hình 3.13. Viên Bionamine đã đóng viên

73

21

Hình 3.14. Biểu đồ các chất vi khống có trong viên tăng lực Bionamine

74

22

Hình 3.15. So sánh test gắng sức vận động viên nam đội điền kinh Hà

91

Nội thông qua các chỉ số chức năng trƣớc và sau thời gian dùng viên
tăng lực Bionamine
23

Hình 3.16. Biểu đồ so sánh test gắng sức vận động viên nữ đội điền kinh

92

Hà nội thông qua các chỉ số chức năng trƣớc và sau thời gian dùng viên
tăng lực Bionamine
24

Hình 3.17. Kiểm tra thể lực vận động viên trong thời gian dùng Viên 93
tăng lực Bionamine từ sao biển Astropecten polyacanthus bằng thiết bị
Cosmed của Mỹ

25

Hình 3.18. Kiểm tra chỉ tiêu thành tích của vận động viên trong thời gian

95

dùng viên tăng lực Bionamine đƣợc sản xuất từ sao biển Astropecten
polyacanthus
26

Hình 3.19. Kiểm tra chỉ tiêu phản xạ trên vận động viên điền kinh trong

97

thời gian dùng Viên tăng lực Bionamine đƣợc sản xuất từ sao biển
Astropecten polyacanthus

16

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Trong lĩnh vực thể thao vấn đề đánh giá năng lƣợng vận động của vận

động viên là rất cần thiết. Việc đánh giá này giúp cho quá trình đào tạo vận
động viên cấp cao đƣợc rút ngắn thời gian, tiết kiệm kinh phí và có hiệu quả
cao [49,72]. Trong q trình đào tạo vận động viên việc ứng dụng các giải pháp
hồi phục nhƣ sử dụng thực phẩm chức năng và dƣợc liệu cũng nhƣ các chất
giàu năng lƣợng, các phƣơng pháp sinh lý, hoá sinh học hiện đại, đặc biệt là
các loại thực phẩm chức năng sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tự nhiên là
một hƣớng đang đƣợc quan tâm nghiên cứu phát triển. Việc tìm ra các hợp chất
mới bổ sung vào thành phần dinh dƣỡng không những mang lại thành tích cao
cho vận động viên nói riêng mà cịn mang lại mà cịn mang lại sự an tồn về
sức khoẻ cho mọi ngƣời nói chung [24,26].
Thành tích thể thao thể hiện màu cờ sắc áo của các quốc gia. Ở các giải
thể thao quốc tế hiện nay thấy việc dùng các chất kích thích nhằm nâng cao
thành tích của các vận động viên đang có chiều hƣớng gia tăng. Điều này cho
thấy rằng các bác sỹ, huấn luyện viên và vận động viên ln ln tìm cho mình
những loại thuốc, thực phẩm hay nƣớc uống có tác dụng mạnh hơn để nhằm
nâng cao thành tích của mình cho dù bất kỳ đó là chất gì, nhƣ thế nào, tác dụng
ra làm sao. Để nâng cao thành tích thi đấu nhiều vận động viên đã sử dụng
nhiều loại thuốc và thực phẩm chức năng. Bên cạnh sự lạm dụng về doping
trong thể thao ngƣời ta vẫn ln tìm kiếm những loại Biodoping cho vận động
viên [27,28,33]. Với việc dùng thuốc và thực phẩm chức năng nhƣ là một loại
Biodoping sẽ đem lại một sự an toàn cho sức khỏe. Việc sử dụng các loại thuốc
để nâng cao thành tích trong thể thao xuất hiện từ rất lâu và cho đến nay đó trở
thành vấn đề đƣợc xã hội rất quan tâm. Các câu truyện giai thoại đó truyền lại
các vận động viên Hy Lạp cổ xƣa luuw truyền về các loại thuốc giúp nâng cao

17

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

thành tích trong thể thao và kéo dài sự dẻo dai. Cho đến tận bây giờ chƣa có tài
liệu cụ thể nào công bố về các loại thuốc và hiệu quả của nó trong thi đấu thế
thao. Chính vì vậy các huấn luyện viên và các vận động viên hiện nay ln đi
tìm các loại thực phẩm chức năng, các loại thuốc để dùng nâng cao thành tích
thi đấu cho vận động viên [41,42].
Một số nƣớc nhƣ Anh, Pháp, Mỹ, Trung Quốc... đã có những nghiên cứu
thành cơng trong tách chiết, tổng hợp đƣợc rất nhiều các loại thực phẩm chức
năng tăng sức bền và hồi phục nhanh thể lực cho các vận động viên cũng nhƣ
các đối tƣợng lao động nặng nhƣ các sản phẩm Cao tụ đƣờng, Khang thai...
Với sự phát triển vƣợt bậc vấn đề sản xuất thuốc cho vận động viên đã trở
thành một ngành công nghiệp dƣợc, thực phẩm chức năng, thậm chí sản xuất
thuốc ở dạng doping dùng cho vận động viên, nhiều công ty dƣợc đã giàu lên
nhanh chóng với việc sản xuất thuốc tăng lực cho vận động viên thể thao. Việc
dùng thực phẩm chức năng để phục hồi và nâng cao thể lực cho vận động viên
trong tập luyện, thi đấu là một điều cần thiết [73,57,84].
Việc tìm kiếm các loại thuốc, thực phẩm dinh dƣỡng có hiệu quả tốt cho
vấn đề phục hồi thể lực cho vận động viên luôn đƣợc các nhà khoa học, bác sĩ
quan tâm. Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều các loại thuốc phục vụ cho việc
phục hồi và nâng cao thể lực vận động viên nhƣng hầu hết các loại thuốc này
đều của nƣớc ngoài sản xuất ra nhƣ Cao tụ đƣờng, khang thai, Power Plus…Do
không rõ nguồn gốc xuất xứ của các loại thuốc nhập ngoại là hợp chất tự nhiên
hay là tổng hợp hoá học do vậy các bác sĩ, huấn luyện viên và đặc biệt là vận
động viên rất lo lắng cho những tác dụng phụ đi kèm khi sử dụng [74,59,60].
Việc khai thác các hoạt chất sinh học tự nhiên đặc biệt quan tâm việc tạo ra các
sản phẩm giàu các axit amin, các isopeptide và các peptide. Các sản phẩm giàu
axit amin, peptide, isopeptide thƣờng có nguồn gốc từ nguyên liệu thiên nhiên
từ động, thực vật có chứa các hoạt chất hormon steroid, các chất vi khoáng cần
thiết cho cơ thể. Việt Nam là nƣớc nhiệt đới có những đặc điểm địa hình, khí

18

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


hậu địa lý ở nhiều vùng khác nhau, có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú
và đa dạng. Việt Nam lại có một nền y học dân tộc cổ truyền, có truyền thống
từ lâu đời [52,53,54]. Nhân dân ta nhất là từ các vùng quê miền núi cho đến
miền biển đã biết dùng những bài thuốc dân gian từ thực vật đến động vật để
làm thuốc bổ dƣỡng hay còn gọi là thực phẩm chức năng để chữa trị bệnh.
Hàng năm, chúng ta phải tiêu tốn lƣợng lớn ngoại tệ để nhập các loại thực
phẩm chức năng trong khi tiềm năng các hoạt chất sinh học dùng làm thực
phẩm chức năng trong nƣớc lại rất lớn nhƣng chƣa đƣợc khai thác hợp lý
[37,46,47]. Việc thực hiện luận án này sẽ góp phần đƣa ra một số giải pháp
cơng nghệ hiện đại nhằm khai thác tiềm năng đó, tạo ra những sản phẩm thực
phẩm chức năng chất lƣợng, giá thành hạ [65].
Nghiên cứu trong nƣớc về thực phẩm chức năng trong việc phục hồi thể
lực vận động viên chƣa nhiều, hầu hết mới chỉ tập trung vào đối tƣợng là thực
vật làm thuốc. Nghiên cứu đối với động vật sử dụng trong sản xuất thực phẩm
chức năng phục vụ cho việc bổ dƣỡng và tăng cƣờng thể lực cho các đối tƣợng
lao động nặng và vận động viên hầu nhƣ chƣa có [62,66]. Một số cơng trình đề
cập tới loại thực phẩm chức năng có nguồn nguyên liệu động thực vật q hiếm
nhƣ hải sâm, sao biển…cịn chƣa nhiều và gặp rất nhiều khó khăn vì khi nghiên
cứu ra đƣợc qui trình cơng nghệ. Mặt khác khi có cơng nghệ nhƣng khi đi vào
sản xuất cịn gặp nhiều khó khăn nhƣ giá thành nguyên liệu cao mà số lƣợng
nguyên liệu lại khơng có để đáp ứng đƣợc.
Để đáp ứng phục vụ nhu cầu thực tiễn của xã hội trong việc nâng cao
tăng cƣờng thể lực sức khỏe cho vận động viên cũng nhƣ sức khỏe cộng đồng
chúng tôi đã thực hiện luận án “Nghiên cứu một số hoạt chất sinh học trong
Sao biển Astropecten polyacanthus tạo thực phẩm chức năng cho vận động
viên điền kinh”.

19

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2. Mục tiêu của luận án
- Nghiên cứu các hoạt chất sinh học bao gồm các hormon steroid
(testosteron, cortisol, progesteron), các nguyên tố vi khoáng (Cu, Fe, Zn, Mn,
Se), các axit amin có tác dụng tăng cƣờng khả năng hồi phục thể lực, tăng sức
bền cho vận động viên có trong sao biển Astropecten polyacanthus .
- Nghiên cứu ứng dụng phƣơng pháp thủy phân bằng enzym papain với
sao biển Astropecten polyacanthus để sản xuất chế phẩm phục vụ cho việc
nâng cao thể lực và hồi phục sức khoẻ cho vận động viên cũng nhƣ các đối
tƣợng lao động nặng.
- Đánh giá tác dụng chế phẩm thực phẩm chức năng (viên tăng lực) từ
sao biển Astropecten polyacanthus trên động vật thực nghiệm và vận động
viên.
3. Nội dung nghiên cứu của luận án
- Nghiên cứu hàm lƣợng một số hoạt chất sinh học có trong sao biển
Astropecten polyacanthus .
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzym chiết xuất, chế biến sao biển
Astropecten polyacanthus tạo sản phẩm giàu hàm lƣợng các hoạt chất sinh học.
- Nghiên cứu sản xuất sản phẩm viên tăng lực Bionamine từ sao biển
Astropecten polyacanthus .
- Nghiên cứu đánh giá tác dụng tăng cƣờng thể lực của sản phẩm viên
tăng lực Bionamine đƣợc sản xuất từ sao biển Astropecten polyacanthus trên
động vật thực nghiệm (chuột nhắt, chuột cống, thỏ) và trên vận động viên điền
kinh.
4. Địa điểm thực hiện luận án

Các nghiên cứu của luận án đƣợc thực hiện chủ yếu tại các phịng thí
nghiệm của Phịng Hóa sinh Protein, Phịng Sinh học tế bào sinh sản thuộc
Viện Cơng nghệ Sinh học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Trung tâm

20

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


Công nghệ Y-Sinh học thể thao, Viện Khoa học thể dục thể thao, Trung tâm
đào tạo Vận động viên Hà Nội và Cơng ty TNHH Cơng nghệ Intechpharm.
5. Đóng góp mới của luận án
5.1. Đây là cơng trình đầu tiên nghiên cứu đánh giá về hàm lƣợng một số
hoạt chất sinh học (các hoạt chất steroid, các nguyên tố vi khống) và hàm
lƣợng thành phần các axit amin có trong sao biển Astropecten polyacanthus .
5.2. Cơng trình đầu tiên nghiên cứu tạo quy trình thủy phân sử dụng
papain chiết xuất làm giàu một số hoạt chất sinh học về các hormone steroid,
các nguyên tố vi lƣợng, thành phần và hàm lƣợng các axit amin có trong sao
biển Astropecten polyacanthus .
5.3. Lần đầu tiên sản xuất viên tăng lực Bionamine cho vận động viên từ
nguyên liệu trong nƣớc là sao biển Astropecten polyacanthus .
5.4. Cơng trình đầu tiên nghiên cứu trên động vật thực nghiệm và đánh
giá hiệu quả tác dụng tăng cƣờng thể lực của sản phẩm viên tăng lực
Bionamine từ sao biển Astropecten polyacanthus đối với vận động viên điền
kinh.

21

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Vai trò của hoạt chất thiên nhiên trong thực phẩm đối với dinh dƣỡng
và sức khoẻ con ngƣời
1.1.1. Vai trò và tác dụng của các axit amin trong cơ thể
Cơ thể ngƣời đều nhận các protein và các axit amin từ thức ăn. Vai trò
của các axit amin trong cơ thể rất quan trọng nó là thành phần chính tạo nên giá
trị dinh dƣỡng riêng biệt của các phân tử protein, rất cần cho sự sống [41,
42,109]. Trên thực tế, có 8 loại axit amin đóng vai trị quan trọng trong việc
kích thích cơ thể phát triển. Nếu thiếu một trong tám loại quan trọng này có thể
dẫn đến một số bệnh nguy hiểm đáng tiếc xảy ra [47].
- Histidine: Histidine giúp cơ thể phát triển và liên kết mơ cơ bắp với
nhau. Nó có tác dụng hình thành màng chắn myelin, một chất bảo vệ bao quanh
dây thần kinh và giúp tạo ra dịch vị, kích thích tiêu hóa [10, 11] .
- Phenylalanine: Phenylalanine là một axit amin có chức năng bồi bổ
não, tăng cƣờng trí nhớ, và tác động trực tiếp đến mọi hoạt động của não bộ.
Ngồi ra, nó có thể làm tăng lƣợng chất dẫn truyền xung động thần kinh, và
tăng tỷ lệ hấp thụ tia UV từ ánh sáng mặt trời, giúp tạo ra vitamin D nuôi
dƣỡng làn da. Tuy nhiên, nếu dùng phenylalanine nhiều, có thể dẫn đến độc
hại. Phenylalanine có nhiều trong sữa, hạnh nhân, bơ, lạc, các hạt vừng [21]
- Lysine: Nhiệm vụ quan trọng nhất của loại axit amin này là khả năng
hấp thụ canxi, giúp cho xƣơng chắc khỏe, chống lão hóa cột sống, duy trì trạng
thái cân bằng nitơ có trong cơ thể, do đó tránh đƣợc hiện tƣợng giãn cơ và mệt
mỏi. Ngồi ra, lysine cịn có tác dụng giúp cơ thể tạo ra chất kháng thể và điều
tiết hormone truyền tải thông tin. Lysin giữ vai trò trong sinh tổng hợp
hemoglobin, axit nucleic, ảnh hƣởng lên các hoạt động thần kinh, tiêu hố và
việc hình thành các mơ xƣơng [30].

22

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


- Leucine là amino axit cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp protein cơ
bắp và hoạt động của tuyến tụy cũng nhƣ cần thiết cho hoạt động tuần hoàn
máu. Leucine đóng vai trị rất quan trọng trong q trình điều chỉnh hàm lƣợng
đƣờng trong máu; nên sẽ tốt cho bệnh nhân mắc chứng “hyperglycemica”, hoặc
những ngƣời mong muốn đốt cháy chất béo nhanh chóng. Hơn nữa, loại axit
amin này cũng có chức năng duy trì lƣợng hormone tăng trƣởng để thúc đẩy
q trình phát triển mơ cơ. Leucin là axit amin giữ vai trò trong tổng hợp
protein cơ bắp và hoạt động của tuyến tuỵ, rất cần cho sự tuần hoàn của máu
[54, 56].
- Methionine: Axit amin này đặc biệt cần thiết cho nam giới nếu muốn
phát triển cơ bắp nhanh. Có tác dụng phân hủy và đốt cháy chất béo, đồng thời
tăng thêm lƣợng testosterone sinh dục nam. Ngoài ra, menthionine hỗ trợ
chống chữa kiệt sức, viêm khớp và bệnh gan [50,55].
- Isoleucine: Loại axit amin này đóng vai trị sống quan trọng trong q
trình phục hồi sức khỏe sau thời gian luyện tập thể dục thể thao. Đồng thời nó
giúp điều tiết lƣợng đƣờng trong máu, hỗ trợ q trình hình thành hemoglobin
và đơng máu. Isoleucin rất cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp glycogen và
các xetonic, nếu cơ thể thiếu axit amin này sẽ dẫn đến việc giảm sút cân nhanh
[43, 44]
- Threonine: Chức năng chính của threonine là hỗ trợ hình thành
collagen và elastin, hai chất liên kết tế bào trong cơ thể. Ngoài ra, nó rất tốt cho
hoạt động gan, tăng cƣờng hệ miễn dịch và thúc đẩy cơ thể hấp thụ mạnh các
dƣỡng chất. Nguồn thực phẩm chứa nhiều threonine nhất: Thịt, cá, trứng
[63,64].
- Valine là loại axit amin chữa lành tế bào cơ và hình thành tế bào mới,
đồng thời giúp cân bằng nitơ cần thiết. Ngồi ra, nó cịn phân hủy đƣờng

glucozơ có trong cơ thể. Nguồn thực phẩm chứa valine: Sữa, thịt, ngũ cốc,
nấm, đậu tƣơng và lạc. Axit amin này tác dụng điều hòa protein. Trên đây là 8

23

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


loại axit amin quan trọng và cần thiết cho cơ thể, đó là những axit amin thuộc
nhóm khơng thay thế đƣợc [56,57].
Từ các axit amin sẽ tạo ra peptide, isopeptide, polypeptide. Một số
peptide, isopeptide có trọng lƣợng phân tử thấp nhƣ (Lys-iso-leu, phe-his-met,
gly-acg-met) có tác dụng tăng khả năng miễn dịch, chống oxy hoá trong việc
hồi phục thể lực và tăng cƣờng thể lực [95,96,97].

Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo và trọng lƣợng phân tử của 8 axit amin thiết
yếu [126]
1.1.2. Vai trò và tác dụng của các nguyên tố vi khống trong cơ thể
Hàm lƣợng muối vơ cơ trong cơ thể gồm bảy nguyên tố: Ca, Ka, Na, P,
S, Cl. Các nguyên tố khác: Fe, Cu, I, Zn, Mg, Se... Các loại trên chiếm một
lƣợng rất nhỏ trong cơ thể, gọi chung là nguyên tố vi lƣợng. Sự đóng góp quan
trọng của các ngun tố vi khống là rất cần thiết. Các thực phẩm có nguồn gốc

24

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


động vật là nguồn cung cấp tốt nhất chất sắt và vitamin cần thiết cho não bộ và
sự hình thành của các màng tế bào, cho các nơron, các chất trung gian thần

kinh [22, 23, 99].
Các nguyên tố vi lƣợng này rất cần thiết cho cơ thể, song bản thân nó lại
khơng sinh ra năng lƣợng.
- Ngun tố kẽm (Zn) là một khoáng chất quan trọng đối với nhu cầu cơ
thể, duy trì chức năng sinh lý, sinh hố bình thƣờng của tế bào và giảm nhẹ tác
hại của các gốc tự do. Nhiều kết quả nghiên cứu đã phát hiện thấy những tổ
chức, cơ quan trong cơ thể dễ bị oxy hoá gây tổn thƣơng nhƣ gan, da, mắt và
trong tinh trùng [61, 82]. Nồng độ kẽm trong các tổ chức tế bào trên khi bị
giảm sút sẽ sinh ra mắc bệnh, nhƣ sinh khối u, nam giới thiểu năng sinh dục...
Kẽm đƣợc coi nhƣ là thuốc quan trọng chống oxy hoá. Các bộ phận trong cơ
thể dễ bị tổn thƣơng nhƣ: gan, da, mắt... sau khi đƣợc bổ sung kẽm hữu cơ sẽ
có tác dụng ngay. Khơng có kẽm một loạt các chức năng cơ thể sẽ bị ngƣng trệ,
điển hình là: mất cân bằng đƣờng huyết, chuyển dƣỡng chậm lại, sự phân chia
tế bào và tổng hợp ADN sẽ bị tổn thƣơng. Kẽm cũng giúp tăng cƣờng hệ miễn
dịch. Vì cơ thể khơng tự sản sinh đƣợc kẽm nên nguồn cung cấp chủ yếu là từ
thức ăn. Động vật biển là nguồn thực phẩm giàu kẽm ví dụ nhƣ hàu, cua biển
[68, 77, 85].
- Nguyên tố Sắt (Fe) tham gia vào quá trình tạo máu. Sắt (Fe) cùng với
kẽm (Zn) đóng vai trị quan trọng và cần thiết trong các hoạt động chức năng
của gan, thận, tuyến tuỵ, tuyến sinh dục và các cơ quan thị giác [110, 121],. Nó
rất cần cho sự kích hoạt enzym lactatdehydrogenaza để phân giải các axit lactic
giải phóng các axit lactic ra khỏi tế bào cơ, chống mệt mỏi, chống oxy hố
trong cơ thể. Thiếu sắt não bộ sẽ khơng đƣợc cung cấp đủ oxy, không đủ năng
lƣợng. Nhiều nghiên cứu xác định chỉ số thông minh (IQ) của trẻ tỷ lệ thuận
với hàm lƣợng sắt trong máu dây rốn của bà mẹ. Khi bà mẹ thiếu hụt chất sắt,
chỉ số phát triển của não bộ giảm ở thai nhi và trẻ dƣới một tuổi. Ở ngƣời lớn

25

LUAN VAN CHAT LUONG download : add