Nghiên cứu chiết xuất, tinh chế và xác định hoạt tính sinh học của một vài carotenoid từ cây cỏ Việt Nam dùng để sản xuất thực phẩm chức năng

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ALT: Alanine aminotransferase (GPT: Glutamate pyruvate transaminase)
AST: Aspartate aminotransferase (GOT: glutamate oxalate transaminase)
BCC: Công ty phân tích thông tin thị trường Massachusetts, Mỹ
CNSH: Công nghệ sinh học
COX-2: Protein tiền viêm
DMSO: Dimethyl Sulfoxide
ELISA: Enzyme - linked immunosorbent assay
FDA: Food and Drug Administration (Cục Quản lý thực phẩm và dược
phẩm Mỹ)
HPLC: High performent liquid chromatography (sắc kí lỏng hiệu năng cao)
IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry (Liên hiệp Hóa
học Thuần túy và Ứng dụng Quốc tế)
KB : Epidermic carcinoma (Ung thư biểu mô)
LCMS: Liquid Chromatography Mass Spectrometry (sắc ký lỏng khối phổ)
LDL: Low Density Lipoprotein (Lipoprotein tỷ trọng thấp)
LNCap: Hormone dependent human prostate carcinoma (Ung thư tuyến tiền
liệt)
LU: Lung carcinoma (ung thư phổi)
MCF: Human breast carcinoma (ung thư vú)
NCI: National Cancer Institute (Viện Ung thư Quốc gia Hoa Kỳ)
NEI: National Eye Institue (Viện mắt Quốc gia Hoa Kỳ)
NMR: Nuclear Magnetic Resonance spectrometry (cộng hưởng từ hạt
nhân)
nNOS: neuronal Nitric Oxyde Synthetase (enzyme tổng hợp oxit nitric não)
OD: Optical density (mật độ quang học)
OECD: Organization for Economic Cooperation and Development (Tổ chức
hợp tác và Phát triển Kinh tế)
PBS Đệm PBS (đệm huyết thanh phôi bò)
SDS: Sodium Dodexyl Sulphate

SRB: Sulforhodamin B.
TCA: Trichlo acetic acid
TEMED: Tetramethylethylenediamine
TPCN: Thực phẩm chức năng
UVA: U violet A (tia cực tím A)
UVB: Ultra violet B (tia cực tím B)

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Các nhóm chức phổ biến
Bảng 1.2. Một số ví dụ về nhóm chức và các carotenoid chứa chúng
Bảng 2.1. Các mẫu thực vật sử dụng trong nghiên cứu
Bảng 2.2. Các hệ dung môi sử dụng trong các thí nghiệm tách chiết và
tinh sạch carotenoid
Bảng 2.3. Thành phần các loại đệm, dung dịch sử dụng trong các
nghiên cứu hoạt tính sinh học
Bảng 2.4. Các thiết bị sử dụng trong nghiên cứu
Bảng 3.1. Thành phần viên nang thực phẩm chức năng Ocpola



DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Cấu trúc khung carbon của các carotenoid
Hình 1.2. Cấu trúc chung của các carotenoid hydrocarbon
Hình 1.3. Eschoscholtxanthin
Hình 1.4. β-citraurin
Hình 1.5. Peridinin
Hình 1.6. Astacen
Hình 1.7. Những tác hại do các gốc tự do gây nên cho cơ thể sống
Hình 1.8. Các tác dụng sinh học của carotenoid
Hình 1.9. β-carotene

Hình 1.10. Lycopene
Hình 1.11. Lutein
Hình 1.12 Sản lượng các carotenoid trong năm 2004, dự kiến năm 2009
Hình 1.13. Một số sản phẩm thực phẩm chức năng chứa carotenoid
Hình 1.14 Một số sản phẩm TPCN chứa các carotenoid sử dụng ở Việt nam
Hình 2.1 Đường chuẩn β-carotene
Hình 2.2 Đường chuẩn lycopene
Hình 2.3 Đường chuẩn lutein
Hình 3.1. Ảnh hưởng của β-carotene lên hoạt độ catalase máu người
Hình 3.2. Ảnh hưởng của lycopene lên hoạt độ catalase máu người
Hình 3.3. Ảnh hưởng của lutein lên hoạt độ catalase máu người
Hình 3.4. Ảnh hưởng của -carotene lên hoạt độ peroxidase máu người
Hình 3.5. Ảnh hưởng của lycopene lên hoạt độ peroxidase máu người
Hình 3.6. Ảnh hưởng của lutein lên hoạt độ peroxidase máu người
Hình 3.7. Sự tăng khối lượng chuột ở các lô thí nghiệm
Hình 3.8. Sự thay đổi hoạt độ catalase trong máu chuột ở các lô thí nghiệm
Hình 3.9. Sự thay đổi hoạt độ catalase trong gan chuột ở các lô thí nghiệm
Hình 3.10. Sự thay đổi hoạt độ peroxidase máu chuột ở các lô thí nghiệm
Hình 3.11. Sự thay đổi hoạt độ peroxidase gan chuột ở các lô thí nghiệm
Hình 3. 12. Hàm lượng cytochrome b5 trong máu và gan ở các lô thí nghiệm
Hình 3.13. Các giá trị GOT, GPT trong máu ở các lô chuột thí nghiệm
Hình 3.14. Các giá trị GOT, GPT trong gan ở các lô chuột thí nghiệm
Hình 3.15. Hình ảnh quan sát tiêu bản đúc cắt tế bào gan chuột ở 10 lô thí nghiệm
Hình 3.16. Giá trị IC
50
các chế phẩm carotenoid và TPCN Ocpola
trên dòng tế bào KB và LNCap
Hình 3.17. Nồng độ chế phẩm carotenoid và TPCN Ocpola tại giá trị IC
50

của tế bào ung thư KB và LNCap
Hình 3.18. Hình ảnh tế bào KB, LNCap dưới tác dụng của lycopene ở nồng độ khác nhau
Hình 3.19. Hoạt độ caspase-3 ở dòng tế bào ung thư phổi dưới tác động của các
carotenoid tinh sạch và TPCN Ocpola
Hình 3.20. Hoạt độ caspase-3 ở dòng tế bào ung thư vú dưới tác động của các
carotenoid tinh sạch và TPCN Ocpola
Hình 3.21. Sản phẩm TPCN Ocpola


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ CAROTENOID 3
1.1.1. Carotenoid 3
1.1.1.1. Giới thiệu chung 3
1.1.1.2. Cấu trúc hóa học và phân loại các carotenoid 3
1.1.1.3. Tính chất vật lý 6
1.1.1.4. Tính chất hóa học 6
1.1.2. Vai trò của các carotenoid 7
1.1.2.1. Vai trò của carotenoid trong thực vật 7
1.1.2.2. Chức năng của các carotenoit đối với đời sống động vật và sức khỏe
con ngƣời 8
1.1.3. Một số carotenoid điển hình 12
1.1.3.1. Beta-carotene 12
1.1.3.2. Lycopene 14
1.1.3.3. Lutein 16
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG, DƢỢC PHẨM
PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG 18
1.2.1. Khái niệm về thực phẩm chức năng 19
1.2.2. Vai trò của thực phẩm chức năng trong cuộc sống hiện đại 20

CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.1. NGUYÊN LIỆU 24
2.1.1. Nguyên liệu và đối tượng nghiên cứu 24
2.1.2. Hóa chất và các thiết bị thí nghiệm 29
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.2.1. Phương pháp chiết xuất và tinh chế các carotenoid 31
2.2.2. Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của các carotenoid tinh
chế 36
2.2.3. Nghiên cứu hoạt tính sinh học các carotenoid lên các dòng tế bào ung thư in
vitro 40

2.2.4 Nghiên cứu tác dụng sinh học của các carotenoid lên chuột thực nghiệm theo
phương pháp của Favari [50] 43
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46
3.1. KẾT QUẢ THU VÀ CHỌN MẪU NGHIÊN CỨU .ERROR! BOOKMARK NOT
DEFINED.
3.1.1. Kết quả thu mẫu và khảo sát các mẫu nghiên cứuError! Bookmark not
defined.
3.1.2. Kết quả nghiên cứu bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao Error! Bookmark
not defined.
3.1.3 Kết qủa tinh sạch các carotenoid 50
3.2. KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC CAROTENOIT 53
3.2.1. Kết quả thử hoạt tính chống oxy hóa trong điều kiện in vitro 53
3.2.1.1. Hoạt tính chống oxy hóa của các chế phẩm tinh sạch các carotenoid
lên catalase 53
3.2.1.2. Hoạt tính chống oxy hóa của các chế phẩm tinh sạch các carotenoid
lên peroxidase 55
3.2.1.3 Kết quả khả năng chống oxy hóa lên tế bào gan chuột in vitro 57
3.2.2. Hoạt tính chống oxy hoá của


-carotene, lycopene và lutein trong điều
kiện in vivo trên chuột 58
3.2.2.1. Sự thay đổi trọng lƣợng trung bình chuột trƣớc và sau thí nghiệm 59
3.2.2.2 Hoạt tính của catalase trong máu và chuột 60
3.2.2.3 Hoạt tính của peroxidase trong máu và gan chuột 61
3.2.2.4 Enzyme cytochrome b5 trong máuvà gan chuột 64
3.2.2.5. Các chỉ số GOT và GPT máu và gan chuột 64
3.2.2.6. Kết quả làm tiêu bản đúc cắt tế bào gan chuột 67
3.2.3. Kết quả thử nghiệm các hoạt tính của β-carotene, lycopene và lutein
lên các dòng tế bào ung thư. 69
3.2.3.1 Kết quả thử độ độc lên tế bào Error! Bookmark not defined.
3.2.3.2 Kết quả cảm ứng enzyme Caspase 3 của của β-carotene, lycopene và
lutein lên LU1 và MCF7 73
3.3. KẾT QUẢ ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ 75
3.3.1.Thực phẩm chức năng TPCN Ocpola 77
3.3.2. Thực phẩm chức năng Kingpharocula 89
KẾT LUẬN 90
KIẾN NGHỊ 91

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN
ĐỀ TÀI LUẬN ÁN 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO 94
PHỤ LỤC 1. Hình ảnh sắc ký bản mỏng các mẫu nghiên cứu
PHỤ LỤC 2. Kết quả sắc ký bản mỏng các carotenoid trong các mẫu nghiên cứu
PHỤ LỤC 3. Hình ảnh sắc ký hiệu năng cao các mẫu nghiên cứu
PHỤ LỤC 4. Kết quả sắc ký lỏng hiệu năng cao các mẫu nghiên cứu
PHỤ LỤC 5. Các bảng số liệu nghiên cứu trong luận án
PHỤ LỤC 6. Khối phổ các carotenoid
PHỤ LỤC 7. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân các carotenoid
PHỤ LỤC 8. Chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm TPCNOcpola

PHỤ LỤC 9. Chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm Kingpharocula

1

MỞ ĐẦU
Các carotenoid là nhóm các chất màu thiên nhiên có nhiều trong cây cỏ, vi
sinh vật… tạo các màu sắc khác nhau cho các loại hoa, lá, củ, quả…
Trong y học hiện đại, một số carotenoid đã đƣợc sử dụng làm thuốc nhƣ  –
carotene, lutein, lycopene, zeaxanthin…; bên cạnh đó các carotenoid còn đƣợc dùng
làm mỹ phẩm, bảo vệ da, làm đẹp da nhƣ là lycopene…
Carotenoid còn đƣợc dùng rộng rãi làm các phẩm màu thực phẩm. Đặc biệt
là các carotenoid đƣợc sử dụng rộng rãi trong ngành sản xuất thức ăn cho chăn nuôi
gà, nuôi trồng thủy sản nhƣ tôm, cá hồi… Nguồn nguyên liệu chính sản xuất
carotenoid là thực vật và vi sinh vật, một số carotenoid đã đƣợc sản xuất bằng tổng
hợp hóa học nhƣ astaxanthin và canthaxanthin.
Gần đây, carotenoid đƣợc sử dụng nhiều trong sản xuất thực phẩm chức năng
bổ sung dinh dƣỡng bởi chúng có hoạt tính chống oxy hóa mạnh và có tác dụng
phòng và hỗ trợ điều trị một số bệnh ung thƣ nhƣ  – carotene,  – carotene,  –
carotene, lutein, zeaxanthin, lycopene…
Trên thị trƣờng quốc tế,  - carotene đƣợc chiết xuất từ củ cà rốt, dầu cọ đỏ
và từ vi tảo Dunaliella salina…; lycopene đƣợc chiết xuất từ quả cà chua; lutein
đƣợc chiết xuất từ hoa cúc vạn thọ, zeaxanthin đƣợc chiết từ ngô vàng…
Ở nƣớc ta có nguồn nguyên liệu carotenoid rất độc đáo và đặc hiệu là quả
gấc chín. Màng đỏ hạt gấc là nguyên liệu giàu  - carotene và lycopene, phần cùi
thịt vàng của quả gấc và lá gấc cũng chứa nhiều  - carotene.
Đất nƣớc ta với nhiều loại cây cỏ là nguồn tài nguyên đa dạng phong phú để
tìm kiếm thêm các loại carotenoid mới và dùng làm nguyên liệu để sản xuất các
carotenoid đang đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới nhằm cung cấp cho nhu cầu sử
dụng làm thuốc, mỹ phẩm, phẩm màu, phụ gia thức ăn của gia cầm, cá, tôm… và
còn có nhiều tiềm năng xuất khẩu.

Từ đó, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu chiết xuất, tinh chế và xác
định hoạt tính sinh học của một vài carotenoid từ cây cỏ Việt Nam dùng để sản
xuất thực phẩm chức năng”.
2

Đề tài này không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có ý nghĩa thực tiễn cho công
cuộc bảo vệ và nâng cao sức khỏe cộng đồng.
Mục tiêu của đề tài:
- Chiết xuất, tinh chế một số carotenoid có trong cây cỏ Việt Nam và xác
định bản chất hóa học của một số carotenoid bằng các phƣơng pháp hiện đại nhƣ
sắc ký bản mỏng, sắc ký lỏng hiệu năng cao, khối phổ và cộng hƣởng từ. Qua đó
sàng lọc, để tìm các thực vật có chứa hàm lƣợng cao  - carotene, lycopene và
lutein.
- Nghiên cứu hoạt tính chống oxy hóa của  - carotene, lycopene, lutein, và
sản phẩm thực phẩm chức năng TPCN Ocpola trong điều kiện in vitro qua các chỉ
số enzyme oxy hóa nhƣ catalase, peroxidase, cytochrome b5, GOT, GPT, và lên tế
bào gan chuột. Nghiên cứu khả năng gây độc lên dòng tế bào ung thƣ biểu mô
miệng KB, ung thƣ tuyến tiền liệt LNCap, khảo sát khả năng cảm ứng caspase-3 lên
dòng tế bào ung thƣ phổi LU-1, ung thƣ vú MCF-7,. Nghiên cứu ảnh hƣởng của các
hoạt chất carotenoid và TPCN Ocpola trong điều kiện in vivo lên chuột bị gây độc
bởi CCl
4.
Dựa vào các kết quả về nghiên cứu hóa học và một số hoạt tính sinh học của
một số các carotenoid có trong cây cỏ Việt Nam, luận án đề xuất một số kiến nghị
sử dụng nguồn cây cỏ giàu carotenoid của Việt Nam để góp phần sản xuất dƣợc
phẩm, thực phẩm chức năng.
3

Chƣơng 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CAROTENOID

1.1.1. Carotenoid
1.1.1.1. Giới thiệu chung
Thuật ngữ carotenoid dùng để chỉ một nhóm gồm khoảng 600 sắc tố tồn tại
trong lạp màu của thực vật và các cơ quan quang hợp ở một số loài tảo, nấm và
thậm chí là một số vi khuẩn, động vật. Trong thực vật chúng có vai trò hấp thu năng
lƣợng mặt trời để sử dụng trong quang hợp và đồng thời bảo vệ chlorophyll khỏi tác
hại của các photon.
Sắc tố carotene màu vàng, dạng tinh thể đƣợc tách thành công lần đầu tiên
vào năm 1831 bởi Wackenroder, còn xanthophyll đƣợc tách chiết thành công lần
đầu tiên vào năm 1837 bởi Berzelius [55]. Giả thuyết về sự tồn tại của các sắc tố
này trong lá cây xanh lần đầu tiên đƣợc đƣa ra vào năm 1827 và 30 năm sau đã
đƣợc chứng minh đầy đủ bởi Fremy và Stokes [54, 55]. Tuy nhiên những nghiên
cứu về carotene và xanthophyll thực sự phát triển khi Tswett phát minh ra kỹ thuật
sắc ký và chỉ ra rằng chúng thuộc cùng nhóm carotenoid [55]; khi Zechmeister phát
hiện ra carotenoid là các polyen. Sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật quang phổ,
cộng hƣởng từ hạt nhân và kỹ thuật khối phổ đã tạo ra những bƣớc nhảy vọt trong
nghiên cứu về đặc điểm hóa học của carotenoid [55]. Ngày nay chúng ta đã có hiểu
biết khá đầy đủ về hóa học các carotenoid.
Mặc dù trong thiên nhiên số lƣợng carotenoid nhiều nhƣ vậy nhƣng chỉ có
khoảng 50 loại carotenoid trong các thực phẩm và chỉ có 14 - 20 loại phát hiện thấy
trong máu ngƣời. Nhƣ vậy, chỉ một số ít carotenoid đƣợc hấp thu, còn lại chúng
theo đƣờng ruột thải ra ngoài.
1.1.1.2. Cấu trúc hóa học và phân loại các carotenoid
Carotenoid là các hợp chất thuộc nhóm tetra terpenoid, là các hợp chất hữu
cơ có 40 nguyên tử carbon. Chúng cấu trúc thành một chuỗi polyen, và đôi khi kết
thúc bằng các vòng thơm, có cấu tạo cơ bản gồm 8 đơn vị isoprenoid (ip) liên kết
với nhau mà trung tâm phân tử nằm giữa hai nhóm methyl ở vị trí 1, 6 (hình 1.1)
4

[55, 128]. Tất cả các carotenoid khác nhau thƣờng là dẫn xuất từ C

40
H
56
không vòng
(acyclic), là các phân tử có cấu trúc chuỗi dài với nhiều liên kết đôi liên hợp tạo
thành nhờ các quá trình hydro hoá, đề hydro hoá, vòng hoá hoặc oxy hoá, chuyển
liên kết nối đôi, chuyển nhóm methyl, kéo dài chuỗi hay cắt bớt chuỗi hoặc có thể
kết hợp các quá trình trên.
C
C
H
C
H
C
H
C C
H
C
H
C
H
C
H
C C
H
C
H
C
H
C

CH
3
CH
3
CH
3
CH
3
Trung t©m ph©n tö
1
5
1
5
6
1

Hình 1.1. Cấu trúc khung carbon của các Carotenoid [55]
Nguyên tắc định tên cho carotenoid đƣợc quy định bởi IUPAC (International
Union of Pure and Applied Chemistry). Trong hơn 600 carotenoid đƣợc biết đến
hiện nay thì chúng đƣợc chia thành các nhóm nhƣ sau.
 Các carotenoid hydrocarbon (trong cấu trúc phân tử chỉ có H và C)
Chúng có cấu trúc chung nhƣ hình 1.2.
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1'
2'
3'
4'
5'
6'
7'
8'
9'
10'
11'
12'
13'
14'
15'
16' 17'
18'
19'

20'

Hình 1.2. Cấu trúc chung của các carotenoid hydrocarbon [55]
Các carotenoid này đƣợc đặt tên theo các nhóm chức đặc trƣng của chúng.
Các các nhóm chức thƣờng gặp đƣợc trình bày trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Các nhóm chức phổ biến [55]
Loại
Tiếp đầu ngữ đặt tên
Acyclic
Ψ (psi)
Cyclohexen
β,ε (beta, epsilon)
Methylencylohexen
Γ (gamma)
Trung tâm phân tử
5

Cyclopenten
Κ (kappa)
Aryl

,

(phi, chi)
Một số ví dụ thƣờng gặp trong nhóm này là
Lycopene [Ψ, Ψ caroten]
α-carotene [β, ε carotene]
β-carotene [β, β carotene]
 Các carotenoid oxy (có thêm nguyên tử O trong cấu trúc)
Chúng đƣợc biết đến là các xanthophyll, đƣợc đặt tên theo vai trò thông

thƣờng của chúng, ví dụ điển hình là lutein.
Bảng 1.2. Một số ví dụ về nhóm chức và các carotenoid chứa chúng [55]
Nhóm chức
Carotenoid tƣơng ứng
Hydroxyl
Zeaxanthin
Methoxy
Spirilloxanthin
Glycosyloxy
Myxoxanthophyll
Carboxy
Torularhodin
Oxo
Echinenore
Aldehyd
Torularhodin aldehyde
Epoxy
Antheraxanthin
 Các retro-carotenoid
Là các carotenoid trong đó tất cả các liên kết đôi và đơn kết hợp với nhau
trong một hệ thống polyen theo đúng một hƣớng. Ví dụ của nhóm này là
eschoscholtxanthin.
HO
OH

Hình 1.3. Eschoscholtxanthin [55]
 Các seco- và apo-carotenoid
6

Một carotenoid sau khi bị loại bỏ O nhƣng số nguyên tử C vẫn không thay

đổi thì đƣợc gọi là seco-carotenoid.
Còn nếu bộ khung carbon bị rút ngắn đi thì đƣợc gọi là apo-carotenoid.
HO
CHO

Hình 1.4. β-citraurin [55]
 Các nor-carotenoid
Ở các carotenoid này, các nguyên tử C thƣờng bị loại bỏ khỏi khung carbon
không phải bằng các phản ứng phân cắt liên kết nối đôi C=C. Ví dụ nhƣ peridinin.
O
OH
O
O
O
OH
CH COO
3

Hình 1.5. Peridinin [55]
Ngoài ra còn có các carotenoid có phân tử lƣợng lớn hơn, có thể chứa 50 C.
1.1.1.3. Tính chất vật lý
Carotenoid oxy khi ở dạng tinh thể thƣờng có màu vàng, còn các carotenoid
hydrocarbon có màu sẫm hơn. Chúng là các hợp chất không phân cực hoặc phân
cực yếu, vì thế tan tốt trong dầu và các dung môi hữu cơ nhƣ CS
2
, chloroform,
hexane tan kém trong methanol, cồn và hầu nhƣ không tan trong nƣớc.
Hệ thống các polyen cộng hợp và đặc trƣng các nhóm chức trong cấu trúc
phân tử của carotenoid tạo nên các đặc điểm khác nhau trong phổ hấp phụ của
chúng. Phổ hấp phụ cực đại là đặc trƣng cho từng chất, từng dạng đồng phân và

thậm chí là trong từng hệ dung môi hòa tan chúng.
1.1.1.4. Tính chất hóa học
- Phản ứng với acid
7

Trong điều kiện acid, proton bị loại bỏ ở vị trí đầu vinyl, do đó ví dụ,
isocryptoxanthin sẽ bị chuyển thành các dẫn xuất retro.
- Phản ứng với base
Hầu hết các carotenoid đều bền với môi trƣờng base. Tuy nhiên cũng có
ngoại lệ. Astaxanthin nhanh chóng bị oxide hóa trong không khí thành astacen, còn
peridinin và fucoxanthin lại kém bền với base, thậm chí là trong môi trƣờng yếm
khí.
1.1.2. Vai trò của các carotenoid
1.1.2.1. Vai trò của carotenoid trong thực vật
Các chức năng đƣợc biết đến của carotenoid trong thực vật tất cả đều liên
quan đến khả năng hấp thụ ánh sáng nhìn thấy của chúng. Trong các mô quang hợp,
chúng thể hiện rõ hai chức năng là quang hợp và bảo vệ các mô quang hợp khỏi bị
oxy hóa bởi năng lƣợng mặt trời. Còn ở các mô không quang hợp ở thực vật bậc
cao, nấm hay vi khuẩn quang hợp thì chúng đƣợc biết đến nhƣ một tác nhân bảo vệ,
tuy nhiên cho đến nay thì các cơ chế này còn chƣa đƣợc chứng minh cụ thể
[37,55,88]. Các carotenoid sau khi hấp thụ ánh sáng, sẽ chuyển năng lƣợng thu
đƣợc cho diệp lục. Sở dĩ các carotenoid có khả năng lấy năng lƣợng từ ánh sáng mặt
trời cũng nhƣ bảo vệ các cơ quan trong cây khỏi tác hại của các photon là vì chúng
có khả năng bắt giữ các điện tử, trung hòa các gốc tự do .
Quá trình tạo thành carotenoid triplet trực tiếp từ trạng thái singlet kích thích
không dễ dàng nhƣng nếu lấy năng lƣợng từ các phân tử ở trạng thái triplet khác
truyền tới thì sự hình thành carotenoid triplet lại thuận lợi hơn, vì năng lƣợng của
các carotenoid có nhiều hơn bảy liên kết đôi ở trạng thái triplet thấp.
Sự chuyển năng lƣợng từ các phân tử ở trạng thái triplet tới các carotenoid
diễn ra hiệu quả và làm cho các phân tử oxy không nhận đƣợc nguồn năng lƣợng

này, do đó không hình thành oxy singlet. Mặt khác khi oxy singlet đƣợc tạo thành,
carotenoid sẽ bắt giữ năng lƣợng kích thích để cho oxy singlet không thể chuyển tới
8

trạng thái kích thích cao hơn. Carotenoid triplet có năng lƣợng rất thấp nên chúng
không thể truyền cho các phân tử khác, vì thế chúng an toàn.
Ta có thể hình dung cơ chế bắt giữ các oxy singlet nhƣ sau:
1
O + CAR ->
3
O +
3
CAR
.
Chúng có thể tƣơng tác với các gốc tự do R
.
+ CAR(H) -> RH +CAR
.

Hoặc R
.
+ CAR -> R
-
+CAR
+

1.1.2.2. Chức năng của các carotenoid đối với đời sống động vật và sức khỏe con người
Các sắc tố nhƣ carotenoid tìm thấy trong thực vật đóng vai trò quan trọng đối
với quá trình trao đổi chất của chúng [6,55,71]. Bên cạnh đó, chúng cũng quan
trọng với động vật, đặc biệt là với đời sống con ngƣời, bởi khả năng bắt giữ các

điện tử, trung hòa gốc tự do, chống oxy hóa…
Các gốc tự do, những mảnh phân tử, phân tử, ion hay nguyên tử tự do có một
hay nhiều điện tử không ghép đôi. Nếu chúng đƣợc sinh ra sẽ phản ứng dây chuyền
với các phân tử bên cạnh tạo ra các gốc tự do mới. Các gốc tự do đƣợc sinh ra trong
cơ thể sống bởi rất nhiều nguyên nhân nhƣ hô hấp tế bào, các yếu tố phóng xạ, tia tử
ngoại, ánh sáng, dị vật, ô nhiễm, stress, thƣơng tổn… trong đó nguyên nhân từ sự
hô hấp tế bào là chủ yếu. Cho đến nay, ngƣời ta đã biết đến hơn 60 bệnh thƣờng gặp
có liên quan đến tác hại của gốc tự do nhƣ ung thƣ, lão hóa, tim mạch… Hình 1.6
thể hiện những tác hại do các gốc tự do gây nên cho cơ thể sống.
Các chất chống oxy hóa là một trong những hệ thống có vai trò khử các chất
oxy hóa và gốc tự do gây hại cho tế bào và cơ thể. Đây là cơ chế phản ứng để duy
trì sự cân bằng nội bào, chính hệ thống này đã ngăn cản quá trình tạo ra nhiều gốc
tự do và hạn chế những tác hại của gốc tự do. Hệ thống này tồn tại chủ yếu trong tế
bào, chủ yếu là hồng cầu, ta có thể nói đến là các enzyme nhƣ superoxide
dismutase, peroxidase, catalase…Việc tăng cƣờng khả năng chống oxy hóa do gốc
tự do gây nên có thể làm chậm quá trình lão hóa, ngăn chặn sự xuất hiện của các
bệnh tuổi già, tim mạch, ung thƣ để từ đó có thể đem lại cho con ngƣời sức khỏe tốt
hơn, kéo dài tuổi thọ… Do đó, bên cạnh hệ thống nội sinh, việc bổ sung các chất có
khả năng chống oxy hóa cũng là một giải pháp hữu hiệu. Hiện nay các chất chống
9

oxy hóa nhƣ vitamin E, C, A đã đƣợc công nhận và sử dụng rộng rãi, đặc biệt là các
chất có nguồn gốc thực vật nhƣ một số flavonoid, carotenoid…

Hình 1.6. Những tác hại do các gốc tự do gây nên cho cơ thể sống [85]
Các carotenoid thƣờng định vị trong màng tế bào, ở đây chúng liên kết các
thành phần cấu trúc của màng với nhau. Vị trí carotenoid trong màng tế bào sẽ phụ
thuộc vào cấu trúc phân tử, cụ thể có sự khác biệt giữa carotene và xanthophyll. Các
nhóm tận cùng phân cực của xanthophyll sẽ tƣơng tác với phần phân cực nằm phía
ngoài màng, cho phép carotenoid đƣợc chuyển qua lớp màng kép. Trong khi đó, các
carotene với các nhóm tận cùng không phân cực sẽ bị chặn lại ở lớp màng kép, vì
vậy chúng phải liên kết với các protein vận chuyển qua màng. Hình 1.7 tóm tắt các
tác dụng của carotenoid với sức khỏe con ngƣời.
STRESS
GỐC TỰ DO
TIM
CHD, xơ vữa,
cao huyết áp,
thiếu máu cục bộ
DA
Lão hóa da,
sạm nắng, vảy
nến, viêm da

THẬN

Các bệnh
mạn tính
về thận
KHỚP
Đau khớp,
thoái hóa
khớp

PHỔI
Dị ứng,
hen,
ung thƣ

NÃO
Alzheimer,
Parkinson,
ung thƣ,
đột quỵ, tự kỉ
HỆ MIỄN DỊCH
Viêm mạn tính,
các bệnh tự
miễn, IBD, MS,
ung thƣ
MẠCH MÁU
Tăng huyết
áp, xơ vữa
động mạch
HỆ CƠ
QUAN
Lão hóa,

thoái hóa
MẮT
Thoái hóa điểm
vàng, đục thủy
tinh thể
10


Hình 1.7. Các tác dụng sinh học của carotenoid [55]
Từ rất lâu, con ngƣời đã nhận biết đƣợc những tác dụng có lợi của các sắc tố
với sức khỏe. Năm 1919, lần đầu tiên Steenbock đã nhấn mạnh rằng các thực vật có
màu vàng nhƣ ngô vàng, cà rốt, khoai lang có thể ngăn ngừa đƣợc các triệu chứng
do thiếu Vitamin A khi nghiên cứu trên chuột trong khi đó các loại thực phẩm
tƣơng ứng nhƣ củ cải, khoai tây có màu trắng lại không có khả năng này [6,55,71].
Có khoảng 50 loại carotenoid khác nhau đƣợc phát hiện có thể làm tiền chất
Vitamin A, trong đó chủ yếu là β-carotene. Khi các carotenoid tiền Vitamin A đƣợc
đƣa vào cơ thể, chúng đƣợc enzyme phân cắt thành retinol (vitamin A) bằng cách
này nguồn thực phẩm từ thực vật đã cung cấp khoảng 80% nhu cầu vitamin A hằng
năm cho toàn thế giới [82]. Chế độ dinh dƣỡng thiếu hụt vitamin A rất phổ biến trên
thế giới đặc biệt là các nƣớc chƣa phát triển và nó gây nên các triệu chứng nhƣ khô
mắt, mù và thậm chí là chết cho hàng triệu trẻ em hàng năm. Chính vì thế mà việc
phát triển các nguồn carotenoid tiền chất vitamin A tiềm năng là một hƣớng rất
quan trọng để nâng cao đời sống, sức khỏe con ngƣời.
Các nghiên cứu về tác dụng của các hợp chất thứ sinh đã chỉ ra rằng, nguồn
thực phẩm chứa carotenoid, và cả flavonoid đều giúp con ngƣời phòng một số dạng
bệnh ung thƣ và giảm nguy cơ các bệnh về tim mạch [21,58,69]. Một điều lí thú là
không chỉ các chất tiền vitamin A, các chất nhƣ lycopene có nhiều trong cà chua và
dƣa hấu cũng có khả năng này. Lycopene có khả năng chống oxy hóa cholesterol
LDLc (low density lipoprotein) và hạn chế sự hình thành các xơ vữa trong động
mạch do đó làm giảm các nguy cơ về bệnh tim mạch (LDL là một lipoprotein quan

trọng, chúng có vai trò vận chuyển các cholesterol và triglycerit từ gan tới các mô
11

ngoại biên, đồng thời nó cũng điều hòa sự tổng hợp cholesterol tại những vị trí đó).
Theo nghiên cứu của Agarwal S., và cộng sự, nếu cung cấp tối thiểu 40 mg
lycopene mỗi ngày cho cơ thể thì có thể giảm đƣợc sự oxy hóa LDL, do đó làm
giảm đƣợc các nguy cơ về bệnh tim mạch [24].
Các nghiên cứu gần đây của nhiều tác giả trên thế giới trên tế bào nuôi cấy,
trên các mô hình động vật thực nghiệm cũng nhƣ trên ngƣời đã cho thấy rằng lutein
và zeaxanthin có khả năng bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh về tim mạch, thoái hóa điểm
vàng, đục nhân mắt và một số dạng ung thƣ nhƣ ung thƣ vú, phổi, tuyến tiền liệt,
buồng trứng, thận cũng nhƣ ung thƣ dạ dày và phòng tránh các đột quỵ [27,32,56].
Bên cạnh đó, nhiều nghiên cứu cũng chứng minh rằng cung cấp lutein sẽ cho chúng
ta một làn da khỏe mạnh, căng mịn, tránh đƣợc các nguy cơ của các tia tử ngoại
UVA và UVB [58,96].
Cho đến nay, các carotenoid đƣợc biết đến nhƣ là một nhóm chất có khả
năng chống oxy hóa và có vai trò trong việc phòng tránh một số bệnh nhƣ thoái hóa
điểm vàng, viêm họng, hen suyễn, đục thủy tinh thể, ung thƣ cổ tử cung, loạn sản,
nhiễm khuẩn, các bệnh về tim mạch, ung thƣ phổi, viêm phổi, ung thƣ thanh quản,
vòm họng, một số triệu chứng vô sinh, viêm khớp, ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ
da, AIDS…
Trong khi nhiều thử nghiệm với các hợp chất chống oxy hóa riêng lẻ đã cho
kết quả tốt trong việc giảm các nguy cơ có hại cho sức khỏe thì cũng còn nhiều
nghiên cứu còn chƣa đem lại thành công mong muốn. Đây là một trong những dấu
hỏi cho các nhà khoa học, bác sỹ và dƣợc sỹ, bởi việc kiểm nghiệm ảnh hƣởng của
các chất chống oxy hóa, kết hợp các chất chống oxy hóa với nhau tác động đến sức
khỏe con ngƣời cần một quá trình lâu dài theo một quy trình nghiêm ngặt. Tuy
nhiên, một khuyến cáo đƣợc đƣa ra là chúng ta nên tăng cƣờng bổ sung các nguồn
carotenoid từ hoa quả, rau xanh. Đây cũng là một hƣớng đi chúng tôi rất quan tâm
khi tiến hành đề tài này. Việc điều tra, tìm kiếm những nguồn carotenoid dồi dào từ

thiên nhiên có thể đƣa ra các chế độ dinh dƣỡng hợp lý, có lợi cho sức khỏe.
12

1.1.3. Một số carotenoid điển hình
1.1.3.1. Beta-carotene
a. Cấu trúc
β-carotene là một trong những chất đƣợc nghiên cứu đầu tiên trong nhóm
hợp chất carotenoid, từ năm 1831 bởi Wackenrode khi ông tách chiết hợp chất màu
vàng đặc trƣng của củ cà rốt [55]. Sau đó, ngƣời ta còn phát hiện một số dạng
carotene khác nhƣ α-carotene, γ-carotene, δ-carotene, ε-carotene Tuy nhiên cho
đến những năm đầu thế kỷ 20, chúng mới đƣợc nghiên cứu sâu hơn, xác định đƣợc
cấu trúc, tính chất vật lý, hóa học [55]. Là tiền chất của vitamin A trong cơ thể,
nhƣng khác với vitamin A bị đào thải khi thừa thì β-carotene đƣợc dự trữ trong gan
cho đến lúc cần thiết.

Hình 1.8. β-carotene [55]
(β-carotene có công thức C
40
H
56
, M=536,873, có tên định loại theo IUPAC là 1,3,3-
trimethyl-2-[(1E,3E,5E,7E,9E,11E,13E,15E,17E)-3,7,12,16-tetramethyl-18-(2,6,6-
trimethyl-1-cyclohexenyl)octadeca-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaenyl]cyclohexene.
Thông thƣờng có màu đỏ tía, nhiệt độ nóng chảy là 180 – 182
0
C.
Phân bố phổ biến trong các loài thực vật, β-carotene còn đƣợc tìm thấy trong
noãn hoàng của trứng. Là nguồn thức ăn cho các loài động vật và con ngƣời.
b. Chức năng của β-carotene:
- Phòng chống các triệu chứng thiếu vitamin A. Nhƣ đã trình bày một phần ở

mục 1.1.2.2, đã có khoảng 50 carotenoid tiền vitamin A đƣợc phát hiện, tuy nhiên
β-carotene cùng với α-carotene và -crytoxanthin là những tiền vitamin A hiệu quả,
đƣợc sử dụng phổ biến nhất ở các nƣớc Bắc Mỹ và châu Âu.
13

- Chống oxy hóa và tăng cƣờng miễn dịch. Những năm gần đây, β-carotene
là một trong những đối tƣợng đƣợc quan tâm nghiên cứu nhiều nhất về khả năng
phòng chống ung thƣ và ngăn ngừa các triệu chứng lão hóa ở con ngƣời, bởi khả
năng loại bỏ các gốc tự do và tăng cƣờng chức năng của hệ miễn dịch [69,79].
- Ngoài ra, ngƣời ta còn phát hiện thấy khả năng thúc đẩy sự liên kết giữa các
tế bào của β-carotene, do dó có thể phòng chống một số dạng ung thƣ [44].
- Bên cạnh đó ngƣời ta cũng đã phát hiện thấy có mối liên quan giữa β-
carotene với quá trình sinh sản, nhất là đối với nữ giới.
Nếu chế độ dinh dƣỡng thiếu β-carotene trong một thời gian chƣa dài thì có
thể gây nên một số triệu chứng của thiếu vitamin A, sức khỏe giảm sút. Còn nếu
cung cấp lƣợng β-carotene quá thấp trong một thời gian dài có thể dẫn đến một số
vấn đề về bệnh tim mạch cũng nhƣ ung thƣ.
Tuy nhiên, nếu lƣợng -carotene cung cấp quá nhiều cũng có thể dẫn đến
một số tác dụng ngƣợc lại nhƣ vàng da.
Các phát hiện gần đây cho thấy β-carotene có thể là một vũ khí quan trọng
trong việc phòng tránh đƣợc các vấn đề về trí nhớ nhƣ căn bệnh Alzheimer‟s và các
chứng bệnh mất trí nhớ khác [71].
Mres J., và cộng sự đã nghiên cứu tác dụng của β-carotene đối với khả năng
liên quan đến nhận thức ở hai nhóm tình nguyện viên. Một nhóm sử dụng dài hạn
chất bổ sung này trong thời hạn trung bình là 18 năm. Nhóm kia sử dụng ngắn hạn
với thời hạn trung bình là một năm, lâu nhất là ba năm. Những ngƣời thuộc nhóm
sử dụng β-carotene lâu dài đƣợc ghi nhận đạt đƣợc điểm cao hơn trong nhiều xét
nghiệm liên quan đến nhận thức, đặc biệt là xét nghiệm về trí nhớ bằng lời. Trong
khi những ngƣời thuộc nhóm sử dụng ngắn hạn thì đạt đƣợc điểm thấp hơn ngƣời
bình thƣờng trong các xét nghiệm liên quan đến nhận thức [92].

β-carotene thƣờng gặp trong gấc, cà rốt, dƣa đỏ, cọ đỏ, vi tảo, củ cải đỏ, dâu
tây, bí ngô, khoai lang, rau chân vịt, bông cải xanh, rau diếp Đặc biệt ở Việt Nam,
chúng ta có một nguồn β-carotene rất dồi dào từ gấc. Trƣớc đây, ngƣời ta đã phát
hiện đƣợc sự có mặt với hàm lƣợng rất cao β-carotene trong màng đỏ của quả gấc
14

chín, tuy nhiên gần đây, hàm lƣợng của chúng trong thịt quả gấc chín và lá gấc cũng
đƣợc phát hiện rất cao
Ngoài nguồn thức ăn dồi dào β-carotene nhƣ trên, chúng ta có thể bổ sung β-
carotene bằng cách uống các dạng thực phẩm chức năng chứa cao β-carotene từ cà
rốt, tảo, đặc biệt là từ gấc Việt Nam. Các sản phẩm dầu gấc Việt Nam nhƣ Vinaga,
Gacavit… đang ngày đƣợc sử dụng rất rộng rãi, không chỉ trong nƣớc mà còn xuất
khẩu sang Châu Âu, Mỹ, Nhật Bản…[75].
1.1.3.2. Lycopene
a. Cấu trúc
Lycopene cũng là một chất trong nhóm carotenoid tạo nên màu đỏ đặc trƣng
cho cà chua đã chín. Tên của hợp chất này bắt nguồn từ tên phân loại của cà chua
Solanum lycopersicum L.

Hình 1.9. Lycopene [55]
Lycopene cũng là một carotenoid hydro carbon, công thức C
40
H
56
, có tên
phân loại theo IUPAC là (6E,8E,10E,12E,14E,16E,18E,20E,22E,24E,26E)-
2,6,10,14,19,23,27,31-Octamethyldotriaconta-2,6,8,10,12,14, 16,18,20,22,24,26,30-
tridecaene, với trọng lƣợng 536,873; thông thƣờng có màu đỏ sẫm. Nhiệt độ nóng
chảy là 172–173 °C. Cũng nhƣ các carotenoid, lycopene không tan trong nƣớc mà
tan trong các dung môi hữu cơ [55,128].

b. Chức năng
Lycopene là một chất trung gian quan trọng trong các con đƣờng sinh tổng
hợp rất nhiều carotenoid [79].
15

Lycopene có công thức hoá học nhƣ hình 1.9. Ngoài khả năng bảo vệ tế bào
oxi hoá, lycopene còn góp phần vào quá trình hấp thụ ánh sáng khi quang hợp. Một
số nghiên cứu gần đây xác định rằng lycopene có khả năng làm chậm quá trình phát
triển của ung thƣ tuyền tiền liệt, ruột kết và thực quản [71,103]…
Lycopene đƣợc biết đến nhƣ là một chất chống oxy hóa rất có tiềm năng, có
thể trung hòa đƣợc các gốc tự do có hạt cho cơ thể con ngƣời. Khi đƣợc hấp thu vào
cơ thể, lycopene tập trung ở gan, phổi, tuyến tiền liệt, ruột kết và ngoài da, và ở
những cơ quan này, chúng luôn có nồng độ cao hơn những carotenoid khác [71].
Các nhà khoa học khuyến cáo rằng bổ sung những hoa quả và rau có nhiều
lycopene sẽ cho chúng ta một sức khỏe tốt hơn [31,41,82]. Trong một nghiên cứu
kéo dài 6 năm tại Đại học Dƣợc và Y tế công cộng Harvard, đã có hơn 47000 tình
nguyện viên tham gia vào chế độ dinh dƣỡng có nhiều lycopene. Trong hơn 46 loại
thực phẩm có lycopene thì nhóm ăn cà chua (hàm lƣợng lycopene cao nhất) đƣợc
phát hiện thấy tỷ lệ bị ung thƣ tuyến tiền liệt thấp nhất.
Theo Kaplan và cộng sự, lycopene - một chất chống oxy hóa có trong thành
phần nhiều loại quả và hải sản, có thể làm tăng khả năng sinh sản của nam giới
thông qua việc cải thiện chất lƣợng tinh trùng. Ông đã cho 30 ngƣời đàn ông độ tuổi
23-45 bị vô sinh uống lycopene 2 lần/ngày, liên tục trong 3 tháng. Kết quả cho thấy
có sự cải thiện rõ ràng của tinh trùng về mật độ (73%), hình dạng (63%) và khả
năng hoạt động (75%). Vợ của 6 ngƣời đã mang thai sau cuộc thử nghiệm. Theo các
tác giả, việc dùng lycopene uống đã tỏ ra hiệu quả đối với những ngƣời bị vô sinh
không rõ nguyên nhân. Tinh hoàn chứa nhiều lycopene. Ở những ngƣời đàn ông bị
vô sinh, nồng độ chất này thấp hơn rõ rệt so với ngƣời bình thƣờng [79].
c. Phân bố của lycopene
Lycopene phân bố khá rộng rãi trong tự nhiên, thƣờng gặp trong các loại quả

nhƣ nho, cà chua, dƣa hấu, nho đỏ, ổi, đu đủ, bí ngô và một số hải sản nhƣ sò,
tôm… Trƣớc đây, gấc Việt Nam đƣợc coi là nguồn β-carotene dồi dào thì gần đây,
nhiều nghiên cứu hiện đại đã phát hiện đƣợc gấc chín nhũn có một hàm lƣợng
16

lycopene rất cao, bên cạnh đó thì trong lá gấc, quả mƣớp đắng, lá mƣớp đắng cũng
chứa nhiều lycopene [125].
Khi đƣa vào cơ thể thì lycopene từ cà chua ở dạng đã chế biến nhƣ sốt, nƣớc
ép hay đã qua nhiệt lại cho hiệu quả cao hơn ở dạng tƣơi nguyên. Đấy là do sự biến
đổi về cấu trúc đồng phân từ dạng khó hấp thu về dạng hấp thu dễ hơn.
1.1.3.3. Lutein
a. Cấu trúc
Lutein theo tiếng Latin có nghĩa là luteum tức là noãn hoàng bởi vì lần đầu
tiên đƣợc phát hiện và tách từ noãn hoàng. Lutein có công thức phân tử là C
40
H
52
O
2
,
và cấu trúc nhƣ hình 1.10.

Hình 1.10. Lutein [55]
Lutein còn đƣợc biết đến với tên Luteine; trans-lutein; beta, epsilon-
Carotene-3,3'-diol, có danh pháp quốc tế là 4-[18-(4-hydroxy-2,6,6-trimethyl-1-
cyclohexenyl) -3,7,12,16-tetramethyl-octadeca -1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaenyl] -
3,5,5-trimethyl-cyclohex-2-en-1-ol.
Lutein có trọng lƣợng phân tử là 568,871 g/mol. Tan trong các dung môi hữu
cơ và không tan trong nƣớc. Cũng nhƣ zeaxanthin, nó đƣợc biết đến nhƣ một loại
sắc tố có màu đỏ cam. Lutein hấp thụ ánh sáng xanh do đó nó có màu vàng khi ở

nồng độ thấp và ở nồng độ cao hoặc tinh thể thì có màu đỏ cam. Không giống nhƣ
α, β, γ-carotene là những tiền chất của vitamin A, lutein lại không thể chuyển hóa
thành vitamin A trong cơ thể [55,128].
b. Chức năng
Cũng tƣơng tự nhƣ carotene và lycopene, lutein có khả năng phản ứng với
các gốc tự do, bảo vệ tế bào khỏi bị oxy hoá, chống ung thƣ da, lão hoá da, thuỷ tinh
thể. Đặc biệt lutein có khả năng làm giảm hiện tƣợng xơ vữa động mạch, ung thƣ
đƣờng ruột…
17

Trong cơ thể ngƣời, lutein đƣợc tìm thấy nhiều ở mắt. Lutein và một số
carotenoid, tạo thành màu ở điểm vàng của mắt. Nhiều nghiên cứu cho thấy khi
lƣợng các carotenoid tăng, màu của điểm vàng cũng tăng. Họ tin rằng có nhiều màu
hơn sẽ góp phần tăng cƣờng thị lực, bảo vệ điểm vàng tốt hơn. Với một chế độ dinh
dƣỡng thiếu lutein hay carotenoid kéo dài có thể tăng cao các nguy cơ về bệnh tim
mạch, ung thƣ Khi bổ sung hàm lƣợng lutein cao vào cơ thể thì không thấy có
hiện tƣợng ngộ độc, tuy nhiên các nhà khoa học cũng khuyến cáo chúng ta không
nên lạm dụng các chất bổ sung này.
Dwyer H., và cộng sự cho rằng lutein có thể giảm bớt nguy cơ bị suy tim và
tai biến mạch máu não. Những ngƣời trong máu có hàm lƣợng lutein cao đều có khả
năng giảm các nguy cơ có hại cho mạch máu [43]. Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy
lutein cũng có khả năng phòng chống các bệnh ung thƣ vú và ung thƣ đƣờng ruột
[52,78].
Theo Yang Y., và cộng sự, lutein trong các loại thực vật có lá màu xanh đậm
bảo vệ đƣợc cho da trƣớc các ảnh hƣởng độc hại của nắng. Họ thí nghiệm bằng
cách cho một nhóm chuột ăn thức ăn chứa lutein liên tục hai tuần lễ, trong khi cho
nhóm đối chứng ăn bình thƣờng. Sau đó chiếu tia cực tím trong 22 tuần thì thấy
rằng số chuột ăn thức ăn chứa nhiều lutein ít bị ung thƣ, và nếu bị thì các khối u
cũng nhỏ hơn và sống lâu hơn nhóm chuột đối chứng [48,122].
Nghiên cứu của E-Siong và cộng sự lại cho rằng lutein có thể bảo vệ võng

mạc khỏi sự phá hủy bằng cách ức chế hiện tƣợng viêm. Nghiên cứu này đã xem xét
tác động của lutein đối với tình trạng thiếu máu cục bộ tại võng mạc, đây là nguyên
nhân gián tiếp góp phần làm chết các tế bào thần kinh ở võng mạc đƣợc tìm thấy ở
một số bệnh về mắt, nhƣ bệnh màng lƣới liên quan đến tiểu đƣờng và thoái hóa
điểm vàng theo tuổi, là nguyên nhân gây mù phổ biến nhất ở những ngƣời trên 50
tuổi. Họ đã sử dụng áp suất nội nhãn cao để làm giảm sự thiếu máu cục bộ tại võng
mạc ở chuột già Sprague-Dawley. Những con chuột đƣợc tiêm lutein vào thể kính
cho thấy có sự ức chế protein COX-2 (một protein tiền viêm) và nNOS (neuronal
Nitric Oxyde Synthsase) – nguyên nhân gây thiếu máu cục bộ võng mạc. Đây là
18

những đóng góp quan trọng để chúng ta hiểu biết sâu hơn về cơ chế tác dụng của
lutein trên hoạt động của mắt [49].
Lutein trƣớc đây thƣờng đƣợc dùng để bổ sung vào thức ăn cho gà để có
lòng đỏ trứng vàng hơn, da vàng hơn, bởi vì nhu cầu thị hiếu của chúng ta là trứng
gà vàng đỏ sẽ tốt hơn, hơn nữa lutein từ lòng đỏ trứng dễ hấp thu hơn những nguồn
lutein khác.
c. Phân bố của lutein
Lutein thƣờng gặp trong nhiều rau quả, nhất là rau quả vùng nhiệt đới nhƣ
ngô, xoài, khoai lang, bí ngô, rau spinash, ớt ngọt, củ cải, cải xoăn, các loại rau màu
xanh đậm… Đặc biệt, lutein phân bố khá phổ biến trong cánh hoa của nhiều loài
hoa màu vàng, nhƣ hoa cúc, cúc vạn thọ
Cũng nhƣ các carotenoid khác, lutein rất nhạy cảm với nhiệt độ và quá trình
đun nấu. Chế biến các loại thực phẩm, rau xanh quá lâu sẽ dẫn đến sự phân hủy
lutein, làm giảm hàm lƣợng lutein.
Một số ngƣời muốn bổ lutein bằng cách uống thuốc bổ, các sản phẩm thực
phẩm chức năng bổ sung dinh dƣỡng, thông thƣờng ngƣời ta kết hợp bổ sung lutein
và zeaxanthin cùng với một số vitamin E, Selen Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng
khuyên rằng nên ăn những thức ăn chứa nhiều lutein, hơn là chỉ uống những viên
thuốc chứa lutein.

Ngoài ra, còn có nhiều carotenoid khác phân bố khá rộng rãi và có tác dụng
tốt với đời sống con ngƣời. Zeaxanthin là một carotenoid thƣờng có mặt cùng
lutein, có tác dụng sinh học cũng tƣơng đƣơng lutein. Asthaxanthin cũng là một
carotenoid đƣợc sử dụng nhiều trong nông nghiệp, chăn nuôi để bổ sung nguồn
vitamin, dinh dƣỡng tốt.
1.2. CÁC NGHIÊN CỨU VỀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG, DƢỢC PHẨM PHỤC VỤ
ĐỜI SỐNG
Những năm gần đây, nhờ những thành tựu mới của công nghệ sinh học
(CNSH). chúng ta đã tạo ra đƣợc các loại thực phẩm có bổ sung một số tính chất
thuốc, đƣợc gọi đó là “Thực phẩm chức năng”.