Khả năng chống oxy hoá của thực phẩm và vai trò của nó đối với sức khoẻ

Sức khoẻ và sự trẻ đẹp là vấn đề ai cũng quan tâm, tuy nhiên chăm sóc cơ thể như thế nào để vừa khoẻ hay ít ốm đau hoặc mắc các bệnh mãn tính nguy hiểm đồng thời duy trì sự trẻ đẹp lâu dài là điều không phải ai cũng biết và làm đúng.

Cơ thể người nói riêng và các sinh vật nói chung được tạo ra là một tổ chức hoàn thiện và tối ưu. Sự toàn vẹn của cơ thể cho phép nó duy trì sự tồn tại bình thường (khoẻ mạnh) trong quá trình sống; bao gồm cả sự chống lại các yếu tố bất lợi sinh ra trong quá trình hoạt động của nó như sự tạo thành các gốc tự do; sửa chữa các sai lỗi phát sinh như tiêu huỷ các phân tử chất hay cơ quan bị hư hại (DiLoreto R, 2015) và thích nghi với các yếu tố bất lợi từ môi trường (Biagianti, 2013). Để đảm bảo sự toàn vẹn của cơ thể, việc đảm bảo cung cấp đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cơ thể cần là yếu tố quyết định.

Tuy vậy, ngay cả khi cơ thể được cung cấp đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng, trong những hoàn cảnh khó khăn như lao động năng nhọc, mất ngủ, phơi nhiễm các yếu tố độc hại từ môi trường bao gồm nhiễm vi sinh vật gây bệnh, tia bức xạ, nhiễm độc… cơ thể vẫn rơi vào tình trạng stress oxy hoá là tình trạng lượng chất độc hay gốc tự do trong cơ thể vượt quá khả năng phòng vệ/giảm thiểu của cơ thể. Nếu tình trạng này kéo dài, các chất độc hay gốc tự do dư thừa sẽ gây ra sự phá huỷ mạnh nhiều thành phần của cơ thể ví dụ như lipid, protein trên màng tế bào, hệ enzym trong cơ thể, các phân tử DNA, RNA và kết quả là phát sinh các bệnh tật.

 Để duy trì tình trạng khoẻ mạnh và phòng tránh sự phát sinh các bệnh tật, có 2 yêu cầu quan trọng:

- Đảm bảo cung cấp đầy đủ tất cả các chất dinh dưỡng cho cơ thể.

Chúng ta đã biết về nhu cầu của cơ thể đối với nhiều chất dinh dưỡng, tuy nhiên chưa ai hay nghiên cứu nào có thể khẳng định cơ thể người cần bao nhiêu chất dinh dưỡng. Hơn nữa có thể có nhiều chất dinh dưỡng cơ thể cần với lượng vô cùng nhỏ mà các biện pháp phân tích thông thường có thể phông phát hiện ra được. Các nhà khoa học cũng đã thừa nhận hiểu biết của con người đối với tự nhiên là giới hạn như chỉ một số ít vi khuẩn trong tự nhiên có thể được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm và chỉ một số ít trong số này (khoảng 1%) có thể phát triển thành khuẩn lạc trên môi trường thạch tiêu chuẩn (Jung, 2020); hay chúng ta có thể mới chỉ biết khoảng 30% các loại vật chất trong tự nhiên (Đặng Vũ Tuấn Sơn, 2017). Vì vậy biện pháp tốt nhất để đảm bảo cung cấp cho cơ thể đầy đủ các chất dinh dưỡng là sử dụng các thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên từ nông nghiệp.

- Giải quyết nhanh chóng tình trạng stress oxy hoá của cơ thể.

Để giải quyết nhanh chóng tình trạng stress oxy hoá gặp phải, đầu tiên là cần ngắt/cách ly với nguồn làm gia tăng chất độc/gốc tự do trong cơ thể ví dụ như chữa khỏi tình trạng nhiễm khuẩn, ngừng tiếp nhận các kích thích độc hại (ngừng hút thuốc, uống rượu, phơi nhiễm tia bức xạ…), giảm cường độ lao động nặng nhọc, giải quyết tình trạng mất ngủ. Giải pháp thứ 2 là hỗ trợ cho cơ thể trong việc loại bỏ và ngăn ngừa các chất độc/gốc tự do gây phá hoại đối với cơ thể. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các chất chống oxy hoá tự nhiên từ thực phẩm. Các chất chống oxy hoá này sẽ phản ứng với các chất độc/gốc tự do giúp ngăn ngừa sự phá hoại của chúng đối với cơ thể và giúp chúng được thải ra ngoài an toàn. Vì vậy, việc hiểu biết về khả năng chống oxy hoá của thực phẩm và giá trị chống oxy hoá của các loại thực phẩm có thể là sự tham khảo trong việc chọn lựa các loại thực phẩm để chăm sóc cơ thể trong những hoàn cảnh cần giải quyết tình trạng stress oxy hoá.

Các chất chống oxy hoá có trong thực phẩm và cơ thể

Hình 1. Các chất chống oxy hoá có trong thực phẩm và cơ thể

Cơ thể có thể sản xuất ra một số chất chống oxy hoá, bao gồm glutathione, ubiquinone, albumin và metallicothionein, và axit uric, nhưng hầu hết các chất chống oxy hoá trong cơ thể là các hợp chất ngoại sinh có nguồn gốc tự nhiên như flavonoid, axit phenolic, carotenoid, lignan, hợp chất organosulfur, vitamin từ thực vật và các khoáng chất (selen, kẽm, mangan) được cung cấp trong khẩu phần ăn (Flieger J, 2021). Trong các trường hợp của tress oxy hoá (ốm, đau, mệt mỏi), các chất chống oxy hóa nội sinh sẽ không đủ để bảo vệ cơ thể chống lại gốc tự do; việc tăng cường bổ sung các chất chống oxy hóa ngoại sinh có vai trò lớn trong bảo vệ cơ thể, giảm sự phá hoại của gốc tự do, nhờ vậy làm giảm nguy cơ phát sinh các bệnh tật mãn tính.

Khả năng chống oxy hoá của các loại thực phẩm

Bảng 1. Khả năng chông oxy hoá của một số loại thực phẩm

(US Department of Agriculture, 2007)

Bảng 2. Khả năng chông oxy hoá của một số loại thực phẩm

(US Department of Agriculture, 2007; Carlsen MH, 2010)

Ghi chú: Trollox: Một chất chống oxy hoá có cấu trúc gần giống vitmin E; ()=(số mẫu phân tích)

Các kết quả ở trên cho thấy khả năng chống oxy hoá của các loại thực phẩm có một số dặc điểm như sau:

- Các loại ngũ cốc, đậu đỗ thể hiện khả năng chống oxy hoá cao hơn so với các loại thịt cá. Tuy nhiên cần chú ý là các loại cám ngũ cốc thường có khả năng chống oxy hoá rất cao hay các thành phần tham gia vào khả năng chống oxy hoá của các loại ngũ cốc nằm chủ yếu ở phần vỏ và phía ngoài của hạt, việc xát kỹ và đánh bóng trong quá trình chế biến gạo có thể làm giảm nhiều khả năng chống oxy hoá của hạt.

Một số loại gốc tự do được tạo thành trong cơ thể, cực kỳ phản ứng như Hydroxyl (OH•) hay superoxid (O2•). Đối với các gốc tự do này, hầu hết các chất hoá học có phân tử lượng nhỏ và hoà tan trong cơ thể đều có thể trở thành chất chống oxy hoá; điều này cũng là một lý giải cho việc thiếu ăn là nguyên nhân đầu tiên của lão hoá và tuổi thọ ngắn. Theo số liệu điều tra của Liên hợp quốc, tuổi thọ trung bình thế giới năm 2023 thay đổi đáng kể theo vùng cũng như theo quốc gia, dao động từ mức thấp nhất là 57,7 năm ở Tây Phi đến mức cao nhất là 82,7 năm ở Tây Âu (UNFPA).

- Các chất có hoạt tính sinh học cao như vitamin, polyphenol (tanin, athoxianidin…) có vai trò lớn trong khả năng chống oxy hoá của thực phẩm. Nghiên cứu của Jin Gan (2017) về khả năng chống oxy hóa của maca, tác giả này đã đưa ra nhận xét rằng alkaloid và các hợp chất phenol là những chất quan trọng nhất cho khả năng chống oxy hóa của Maca, trong đó tác dụng chống oxy hóa của alkaloid dường như cao hơn so với phenol.

Hiệu quả của việc sử dụng thực phẩm chống oxy hoá

Các gốc tự do, là nguyên nhân gây ra các tổn thương về cấu trúc và chức năng của cơ thể, được hình thành liên tục trong cơ thể con người; nó là sản phẩm phụ của quá trình trao đổi chất hiếu khí và đôi khi là cần thiết để bảo vệ cơ thể như trong quá trình miễn dịch (thực bào). Vì vậy, việc chống oxy hoá cũng cần được thực hiện thường xuyên và liên tục để hạn chế các tổn thương do gốc tự do gây ra đối với cơ thể cũng như hạn chế tốc độ quá trình lao hoá cơ thể.

Các nghiên cứu về tác dụng chống oxy hoá của rau quả đã được tiến hành, cho thấy các loại rau, quả có khả năng ức chế quá trình oxy hoá xảy ra trong cơ thể (Harasym J, 2014). Nghiên cứu của Nemzer B (2014) cho thấy việc sử dụng 100 mg sản phẩm Spectra (bột hỗn hợp của nhiều loại rau quả) cho hiệu quả rõ ràng trong việc giảm lượng gốc tự do tới 24h giờ sau khi uống, hiệu quả giảm lượng gốc tự do đạt được cao sau 60 phút và đạt cao nhất khoảng 120 phút sau khi uống.

Hình 2. Sự thay đổi nồng độ gốc tự do trong huyết thanh ở nhóm giả dược và nhóm điều trị ở (A) 60, (B) 120 và (C) 180 phút (Nemzer B, 2014).

Kết quả phân tích hàm lượng gốc tự do của người sau khi uống bột hỗn hợp nhiều loại rau quả của tác giả này cho thấy: Đối với nhóm sử dụng giả dược, một số người có nồng độ gốc tự do giảm trong khi một số người nồng độ gốc tự do tăng, điều này cho thấy khả năng chống lại gốc tự do của mỗi cơ thể là khác nhau phụ thuộc vào sức khoẻ hay mức độ hoàn thiện về cấu trúc, chức năng của cơ thể. Đối với nhóm dùng sản phẩm bột rau quả, hầu hết người tham gia nghiên cứu đều có nồng độ gốc tự do giảm sau khi uống; mức độ hiệu quả đạt được cao hơn ở những người có khả năng giảm thiểu gốc tự do yếu so với những người khoẻ mạnh mà cơ thể có khả năng chống lại gốc tự do mạnh mẽ. Như vậy việc sử dụng rau quả để chống lại tác động của gốc tự do là có ý nghĩa với tất cả các nhóm người và có ý nghĩa lớn ở những người mà khả năng chống oxy hoá của cơ thể không tốt.

Tài liệu tham khảo:

Biagianti-Risbourg, S., Paris-Palacios, S., Mouneyrac, C., Amiard-Triquet, C. (2013). Pollution Acclimation, Adaptation, Resistance, and Tolerance in Ecotoxicology. In: Férard, JF., Blaise, C. (eds) Encyclopedia of Aquatic Ecotoxicology. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-5704-2_81

Luo, Q., Tian, Z., Zheng, T., Xu, S., Ma, Y., Zou, S. and Zuo, Z. (2022), Terpenoid composition and antioxidant activity of extracts from four chemotypes of Cinnamomum camphora and their main antioxidant agents. Biofuels, Bioprod. Bioref., 16: 510-522. https://doi.org/10.1002/bbb.2320

J. Graßmann, Terpenoids as Plant Antioxidants, ditor(s): Gerald Litwack, Vitamins & Hormones, Academic Press, Volume 72, 2005, Pages 505-535, ISSN 0083-6729, ISBN 9780127098722, https://doi.org/10.1016/S0083-6729(05)72015-X.

Macáková K, Afonso R, Saso L, Mladěnka P. The influence of alkaloids on oxidative stress and related signaling pathways. Free Radic Biol Med. 2019 Apr;134:429-444. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.01.026. Epub 2019 Jan 29. PMID: 30703480.

Jin Gan, Ying Feng, Zhao He, Xian Li, Hong Zhang, "Correlations between Antioxidant Activity and Alkaloids and Phenols of Maca (Lepidium meyenii)", Journal of Food Quality, vol. 2017, Article ID 3185945, 10 pages, 2017. https://doi.org/10.1155/2017/3185945

Munteanu IG, Apetrei C. Analytical Methods Used in Determining Antioxidant Activity: A Review. Int J Mol Sci. 2021 Mar 25;22(7):3380. doi: 10.3390/ijms22073380. PMID: 33806141; PMCID: PMC8037236.

Valkonen, Miia & Kuusi, T. (1997). Spectrophotometric assay for total peroxyl radical-trapping antioxidant potential in human serum. Journal of lipid research. 38. 823-33. 10.1016/S0022-2275(20)37249-7.

Flieger J, Flieger W, Baj J, Maciejewski R. Antioxidants: Classification, Natural Sources, Activity/Capacity Measurements, and Usefulness for the Synthesis of Nanoparticles. Materials (Basel). 2021 Jul 25;14(15):4135. doi: 10.3390/ma14154135. PMID: 34361329; PMCID: PMC8347950.

Kiran, Sudha & Johnson, Joel & Mani, Janice & Portman, Andrew & Mizzi, Trent & Naiker, Mani. (2020). Commercial Lentils (Lens culinaris) Provide Antioxidative and Broad-spectrum Anti-cancerous Effects. Legume Research. 44. 10.18805/LR-557.

Alzahrani, Mona. (2018). Proteins and their Enzymatic Hydrolysates from the Marine Diatom Nitzschia laevis and Screening for their in vitro Antioxidant, Antihypertension, Anti-Inflammatory and Antimicrobial Activities. 10.13140/RG.2.2.25932.05767.

Carlsen MH, Halvorsen BL, Holte K, Bøhn SK, Dragland S, Sampson L, Willey C, Senoo H, Umezono Y, Sanada C, Barikmo I, Berhe N, Willett WC, Phillips KM, Jacobs DR Jr, Blomhoff R. The total antioxidant content of more than 3100 foods, beverages, spices, herbs and supplements used worldwide. Nutr J. 2010 Jan 22;9:3. doi: 10.1186/1475-2891-9-3. PMID: 20096093; PMCID: PMC2841576.

Jung, Dawoon & Liu, Liwei & He, Shan. (2020). Application of in situ cultivation in marine microbial resource mining. Marine Life Science & Technology. 3. 1-14. 10.1007/s42995-020-00063-x.

Đặng Vũ Tuấn Sơn [1] Thiên Văn Việt Nam - Vũ trụ học - ngày xuất bản 08/05/2017

Harasym J, Oledzki R. Effect of fruit and vegetable antioxidants on total antioxidant capacity of blood plasma. Nutrition. 2014 May;30(5):511-7. doi: 10.1016/j.nut.2013.08.019. PMID: 24698344.

Nemzer B, Chang T, Xie Z, Pietrzkowski Z, Reyes T, Ou B. Decrease of free radical concentrations in humans following consumption of a high antioxidant capacity natural product. Food Sci Nutr. 2014 Nov;2(6):647-54. doi: 10.1002/fsn3.146. Epub 2014 Jul 18. PMID: 25493181; PMCID: PMC4256568.

Sitorus, Mega & Anggraini, Dwi & Hidayat,. (2017). Decreasing Free Radicals Level on High Risk Person After Vitamin C and E Supplement Treatment. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 180. 012093. 10.1088/1757-899X/180/1/012093.

DiLoreto R, Murphy CT. The cell biology of aging. Mol Biol Cell. 2015 Dec 15;26(25):4524-31. doi: 10.1091/mbc.E14-06-1084. PMID: 26668170; PMCID: PMC4678010.

Ngô Duy Sạ - Khoa Công nghệ thực phẩm, VNUA