Tải bản đầy đủ

Axit béo không bão hòa đa nối đôi (omega 3, 6), axit béo không bão hòa 1 nối đôi (omega 7)

Tiểu luận: Axit béo không bão hòa đa nối đôi (PUFA- polyunsaturated fatty acids –
PUFA) , Axit béo không bão hòa một nối đôi (MUFA)
Axit béo không bão hòa đa nối đôi (PUFA- polyunsaturated fatty
acids – PUFA)
1. Khái niệm
I.

Axit béo không bão hòa đa nối đôi (PUFA) là các axit béo chứa nhiều hơn một liên kết
đôi cacbon-cacbon trong trục chính của chúng.
- Cơ thể con người không thể tự tổng hợp được axit béo ω-3, ω-6 chỉ có thể lấy được qua
thức ăn hàng ngày, được gọi là các axit béo không thay thế đối với người.
2. Cấu tạo

- Công thức tổng quát của axit béo không bão hòa đa nối đôi: CH3 - (CH2)n - COOH
- Về mặt cấu trúc hoá học acid béo thông thường chứa 3 loại nguyên tố: carbon, hydro và
oxy
- Các axít béo thường gặp có số carbon từ 16-18. PUFAs là các axít béo mạch dài (18 22 nguyên tử cacbon) có chứa hai hoặc nhiều hơn các liên kết đôi.
- Mạch hydrocarbon có 2 đầu: một đầu là nhóm methyl (-CH3 ) và một đầu là nhóm
cacboxyl (-COOH). Chúng được phân loại theo vị trí của liên kết đôi đầu tiên tính từ gốc
methyl hay gốc cacboxyl. Để chỉ vị trí nối đôi đầu tiên trên mạch cacbon được tính từ đầu
methyl người ta có thể sử dụng ký hiệu ―n hoặc ―ω.

Các liên kết đôi trong PUFA cũng có thể được tính từ gốc carboxyl và được ký hiệu ―Δ.
Những nhóm ω-3, ω-6 hay ω-9 PUFA có liên kết đôi đầu tiên tương ứng tại vị trí cacbon
số 3, 6 hay 9.
- Quá trình oxy hóa các axit béo có thể diễn ra trong ty thể hoặc peroxisome
3. Vai trò

Hiện nay, PUFAs như ALA (18: 3ω-3), EPA (20: 5ω-3) và DHA (22: 6ω-3) đang được
quan tâm nghiên cứu nhiều nhất bởi chúng có ảnh hưởng tích cực đến sức khỏe con
người và động vật.
- Vai trò của PUFAs đối với sức khoẻ con người : PUFAs là thành phần quan trọng của
sinh vật nhân chuẩn bậc cao. Các PUFA này có ba vai trò sinh học chủ yếu:


Tham gia vào sự điều hòa quá trình trao đổi lipit, vận chuyển và hướng tới các mô
Ví dụ, các hoạt động bao gồm sự ức chế quá trình sinh tổng hợp triacylglycerol
(TAG) ở gan bởi các ω-3 PUFA
• Tham gia vào thành phần cấu trúc nên thành tế bào. Sự có mặt của chúng trong
thành phần phospholipit góp phần tạo nên tính linh động của màng. Điều này góp
phần quan trọng trong việc điều chỉnh hoạt động của các protein màng.
• Màng phospholipit cũng là nguồn các phân tử thông tin thứ hai như
diacylglycerol, phosphatidic, inositol–1, 4, 5- trisphosphate, ceramide và axít
ARA- những phân tử chịu trách nhiệm cho các hoạt động tín hiệu của màng tới
vùng nguyên sinh chất và nhân để điều chỉnh các phản ứng đáp lại tương ứng; và
các phân tử tín hiệu ngoại bào như yếu tố hoạt hoá tiểu cầu.
- PUFAs có nhiều vai trò và lợi ích đặc biệt quan trọng cho cơ thể
• Cải thiện hiệu quả bệnh tim mạch;
• Giảm nguy cơ loạn nhịp tim (có thể dẫn tới đột tử);
• Có hiệu quả rõ rệt trong điều trị suy nhược;
• giảm nguy cơ hình thành khối u tuyến tiền liệt (có thể dẩn đến đau tim và đột
quỵ);
• Giảm chất béo trung tính và mức độ lipoprotein còn lại;
• Làm chậm tốc độ tăng trưởng của mảng xơ vữa động mạch;
• Cải thiện chức năng nội mô; Hạ huyết áp (nhẹ) và giảm phản ứng viêm.
• PUFAs là thành phần quan trọng cấu tạo nên tế bào não, đặc biệt đối với trẻ nhỏ từ
0-2 tuổi. Cơ thể trẻ không thể tổng hợp DHA đủ nhanh để đáp ứng cho sự phát
triển nhanh của não và võng mạc. Cho nên, chúng phải thu nhận những hợp chất
này từ chế độ ăn . Do đó, khẩu phần dinh dưỡng có vai trò quan trọng trong việc
đảm bảo đầy đủ PUFA cho trẻ nhỏ.
 Tuy nhiên, trong khẩu phần ăn, nếu tỷ lệ nhóm axit béo ω-6 quá cao so với
nhóm axit béo ω-3 (lên đến 10:1) thì không có lợi cho sức khỏe [4].

4.
Sự phân nhóm Omega 3 và Omega 6
- PUFA được phân loại theo vị trí của liên kết đôi đầu tiên tính từ gốc methyl
- Các axit béo không no đa nối đôi được sinh tổng hợp bởi quá trình chuyển hoá
enzym: no hoá, kéo dài mạch và ngắt mạch. Trong sinh vật biển, các axit béo quan
trọng nhất chủ yếu nằm trong họ omega-3, omega-6
4.1.
Omega-3


Hoạt chất omega-3 (hay ω3) là những axit béo mà trong phân tử có nhiều nối đôi, nối đôi
đầu tiên bắt đầu từ vị trí cacbon thứ ba tính từ nhóm metyl cuối cùng của mạch.
- Omega-3 có chuỗi từ 16-18C, 3 nối đôi. Có công thức hóa học


Oxygen

Hydrogen

Một số nhóm omega 3 thường gặp:
Tên thông thường
Axit hexadecatrienoic (HTA)
Axit α-linolenic (ALA)
Axit stearidonic (SDA)

Tên lipid
16:3 (n-3)
18:3 (n-3)
18:4 (n-3)

Axit eicosatrienoic (ETE)
Axit eicosatetraenoic (ETA)
Axit eicosapentaenoic (EPA)

20:3 (n-3)
20:4 (n-3)

Axit
heneicosapentaenoic (HPA)
Axit docosapentaenoic (DPA),
Axit clupanodonic
Axit docosahexaenoic (DHA)

21:5 (n-3)

Axit tetracosapentaenoic

24:5 (n-3)

Axit tetracosahexaenoic(Axit
nisinic)

24:6 (n-3)

20:5 (n-3)

22:5 (n-3)
22:6 (n-3)

Trong đó có 3 nhóm quan trọng nhất là:

Tên hóa học
Axit all-cis-7,10,13-hexadecatrienoic
Axit all-cis-9,12,15-octadecatrienoic
Axit all-cis-6,9,12,15octadecatetraenoic
Axit all-cis-11,14,17-eicosatrienoic
Axit all-cis-8,11,14,17-eicosatetraenoic
Axit all-cis-5,8,11,14,17eicosapentaenoic
Axit all-cis-6,9,12,15,18heneicosapentaenoic
Axit all-cis-7,10,13,16,19docosapentaenoic
Axit all-cis-4,7,10,13,16,19docosahexaenoic
Axit all-cis-9,12,15,18,21tetracosapentaenoic
Axit all-cis-6,9,12,15,18,21tetracosahexaenoic


+ Axít α-linolenic (ALA) Cấu trúc hóa học của axit alpha-linolenic (ALA), một acid béo
thiết yếu, chứa 18 nguyên tử cacbon và 3 liên kết đôi nằm ở nguyên tử cacbon số 9, 12 và
15.

+ Axít eicosapentaenoic (EPA) là acid béo không no chuỗi dài có 20 carbon và chứa 5
nối đôi
- Công thức cấu tạo: CH3CH2[CH=CHCH2]5CH 2COOH) .
Một phần nhỏ, khoảng 15 % được cơ thể tổng hợp từ chất acid béo ALA, phần lớn còn
lại được tìm thấy trong cá tôm sò, mà đặc biệt là trong mỡ cá sống ở vùng nước lạnh.
- Trọng lượng phân tử của EPA là 302.451 g/mol. EPA tồn tại dạng lỏng ở điều kiện
chuẩn, có điểm nóng hảy là -53.5oC và bay hơi ở 439oC, khối lượng riêng 0.943g/cm3.
-Trong tự nhiên tồn tại dạng cis-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid

Cấu trúc không gian của cis-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid


+ Axít docosahexaenoic (DHA): Được thấy nhiều trong các loài thủy sản và trong sữa
mẹ.
-Là acid béo không no chuỗi (mạch) dài có 22 carbon và chứa 6 nối đôi
- CTCT: CH 3CH 2[CH=CHCH2]6CH 2COOH)
- Trọng lượng phân tử của DHA là 328,6g/mol và điểm nóng chảy là -440C. DHA còn
được kí hiệu là 22:6 n-3 và trong tự nhiên có dạng acid cis-4,7,10,13,16,19docosahexaenoic.

Cấu trúc không gian của acid cis-4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic.
- Ở điều kiện chuẩn, DHA tồn tại dạng lỏng, không tan trong nước, tan trong dung môi
không phân cực.

4.2.

Omega 6

Hoạt chất omega-6 (hay ω6) là những axit béo mà trong phân tử có nhiều nối đôi, nối
đôi đầu tiên bắt đầu từ vị trí cacbon thứ sáu tính từ nhóm metyl cuối cùng của mạch.
Một số nhóm omega 6 thường gặp:
Tên thông thường

Tên chất

Tên hóa học


béo
Linoleic acid (LA)

18:2 (n−6)

all-cis-9,12-octadecadienoic acid

Gamma-linolenic acid (GLA)

18:3 (n−6)

all-cis-6,9,12-octadecatrienoic acid

Calendic acid

18:3 (n−6)

8E,10E,12Z-octadecatrienoic acid

Eicosadienoic acid

20:2 (n−6)

all-cis-11,14-eicosadienoic acid

Dihomo-gamma-linolenic acid
(DGLA)
Arachidonic acid (AA)

20:3 (n−6)

all-cis-8,11,14-eicosatrienoic acid

20:4 (n−6)

all-cis-5,8,11,14-eicosatetraenoic acid

Docosadienoic acid

22:2 (n−6)

all-cis-13,16-docosadienoic acid

Adrenic acid

22:4 (n−6)

Docosapentaenoic acid

22:5 (n−6)

Tetracosatetraenoic acid

24:4 (n−6)

Tetracosapentaenoic acid

24:5 (n−6)

all-cis-7,10,13,16-docosatetraenoic
acid
all-cis-4,7,10,13,16-docosapentaenoic
acid
all-cis-9,12,15,18-tetracosatetraenoic
acid
all-cis-6,9,12,15,18tetracosapentaenoic

+ Linoleic acid (LA): là một acid béo thiết yếu hiện diện trong hầu hết các loại dầu thực
vật mà chúng ta thường dùng hằng ngày.
- Công thức cấu tạo: CH3(CH2)4[CH=CHCH2]3-(CH2)3COOH

+ Axít arachidonic (AA) là một axit không no với mạch gồm 20 cacbon, có bốn liên kết
đôi ở dạng cis.
- Là một chuyển hóa chất của DGLA… AA chuyển ra thành eicosanoids serie 2 giúp vào
việc làm lành các vết thương, cũng như dự phần vào cơ chế của phản ứng dị ứng. Tuy
vậy, sự dư thừa chất AA rất có hại cho sức khỏe như nó có thể kéo theo bệnh viêm khớp,
bệnh ngoài da và một số bệnh tự miễn (autoimmune) khác.


- Eicosanoids serie 2 và eicosanoids serie 4 biến thể từ Arachidonic acid (AA) có thể gây
viêm sưng, làm co các mạch máu, kích thích sự kết tụ tiểu cầu và là những hóa chất độc
tùy theo nơi nào trong cơ thể mà eicosanoids được tăng hoạt.
- Khối lượng phân tử: 307,47 g/mol, khối lượng riêng: 0,922 g/cm3.
- Công thức cấu tạo: CH(CH2)4[CH=CHCH2]4-(CH2)2COOH

OH
+ Gamma linolenic acid (GLA): một phần được cơ thể tổng hợp từ chất LA, một phần
khác hiện diện trong một số dầu thực vật như primrose oil, borage oil và trong sữa
mẹ.Trong cơ thể, GLA chuyển thành chất prostaglandins. Chất này có tính chống viêm
sưng, rất hữu hiệu để làm giảm thiểu triệu chứng bệnh viêm khớp tự miễn.
- Dihomo-gamma linolenic acid (DGLA): là một chuyển hóa chất của GLA… DGLA
chuyển thành eicosanoids serie1 giúp bảo vệ tim mạch, kích thích miễn dịch, và đồng
thời có tính chống viêm sưng (antiinflammatory) .
II.Axit béo không bão hòa một nối đôi (MUFA)
1. Khái niệm

Axit béo không bão hòa một nối đôi (MUFA) là các axit béo chứa một liên kết đôi
cacbon-cacbon trong trục chính của chúng.
- Hơn một trăm axit béo một nối đôi đã được tìm thấy trong tự nhiên, nhưng hầu hết
chúng là những hợp chất hiếm.
2. Cấu tạo

Cấu trúc hóa học chung CH3 - (CH2)5 -CH = CH- (CH2) n -CO 2H.
- Đa phần có số nguyên tử cacbon chẵn, tồn tại ở dạng cấu hình -cis đồng phân của axit
béo một nối đôi
Một số axit béo không bão hòa một nối đôi
Tên gọi chung

tên chất béo Tên hóa học


none

12: 1 ( n -7) axit 5-Dodecenoic

none

14: 1 ( n -7) axit 7-Tetradecenoic

axit palmitoleic 16: 1 ( n -7) axit 9-Hexadecenoic
axit Vaccenic

18: 1 ( n -7) axit 11-Octadecenoic

axit Paullinic

20: 1 ( n -7) axit 13-Eicosenoic

None

22: 1 ( n -7) axit 15-Docosenoic

none

24: 1 ( n -7)

axit 17-Tetracosenoic

3. Vai trò

- Giảm nguy cơ ung thư vú: Một nghiên cứu về phụ nữ ở Thụy Điển nhận thấy rằng
những người có chế độ ăn chất béo không bão hòa đơn thường xuyên hơn dẫn đến tỉ lệ
mắc bệnh ung thư vú thấp hơn.
- Mức cholesterol giảm : Hiệp hội Tim mạch Mỹ khuyến cáo tiêu thụ MUFAs để cải
thiện lượng mỡ trong máu.
- Giảm nguy cơ bệnh tim và đột quỵ: Chế độ ăn uống chứa các chất béo không bão hòa
đơn có tương quan với trái tim khỏe mạnh và đột quỵ ít hơn.
- Giảm cân : Các nghiên cứu đã thấy rằng trong khẩu phần ăn sử dụng chất béo không
bão hòa đơn so với khẩu phẩn ăn có sử dụng chất béo bão hòa và chất béo không bão hòa
đa có tác dụng trong việc giảm cân.
- Giảm đau và cứng khớp cho người bị viêm thấp khớp: Chế độ ăn uống đóng một vai trò
trong việc giảm đau và cứng khớp của những người bị bệnh viêm thấp khớp.
- Giảm mỡ bụng : Một nghiên cứu được công bố bởi Hiệp hội tiểu đường Mỹ phát hiện ra
rằng chế độ ăn với chất béo không bão hòa đơn có thể làm giảm béo bụng tốt hơn so với
chế độ ăn carbohydrate cao.
- Omega 7 được biết đến với nuôi dưỡng và bôi trơn các màng nhầy để nó có thể hoạt
động hết công suất. Các đường tiêu hóa, được đầy đủ các màng nhầy, có thể thực sự được
hưởng lợi từ khả năng của omega 7 để cải thiện phục hồi màng tế bào và hỗ trợ các bệnh
về viêm loét.


- Giữ ẩm cho da, tóc, móng tay, mắt: Omega 7 là một axit béo vai trò quan trọng trong
việc giữ ẩm da, giúp chống lại các triệu chứng lão hóa sớm như nếp nhăn, khô, mất độ
đàn hồi, suy dinh dưỡng, và các dấu hiệu lão hóa. Các nghiên cứu gần đây cho thấy
Omega-7 có lợi cho những người mắc bệnh khô mắt vì nó nuôi dưỡng và giữ ẩm các
màng nhầy.
- Bên cạnh việc bảo vệ tim của bạn, giảm nguy cơ ung thư nhất định và giúp bạn duy trì
một trọng lượng khỏe mạnh.
4. Một số nhóm omega 7 thường gặp
Hai axit béo omega-7 thường gặp nhất trong tự nhiên là axit palmitoleic và axit
vaccenic .
4.1.
Axit palmitoleic
- Axit palmitoleic hay (9-Z ) axit -hexadec-9-enoic, là một omega-7 không bão hòa
đơn.
- Công thức hóa học: CH3 (CH2)5CH = CH (CH2)7COOH

- Là một thành phần phổ biến của các glycerides của mô mỡ của con người . Nó có
trong tất cả các mô nhưng có nhiều trong gan.
- Là một axit béo có lợi, nó đã được chứng minh để tăng độ nhạy cảm insulin bằng
cách ức chế viêm nhiễm, cũng như ngăn chặn sự tàn phá của tuyến tụy tiết ra insulin
tế bào beta .
- Được tổng hợp từ axit palmitic dưới tác động của các enzymedelta-9 desaturase .
4.2.

Vaccenic axit

- Vaccenic axit còn được gọi là acid (E) -Octadec-11-enoic là axit béo được tìm thấy
trong chất béo của động vật nhai lại và các sản phẩm từ sữa như sữa , bơ và sữa chua .Nó
cũng là axit béo chủ yếu bao gồm chất béo chuyển hóa trong sữa người.
- Công thức hóa học: C18H34O2


III.Các vi sinh vật quang dị dưỡng sinh omega
3.1.
Các vi tảo biển dị dưỡng sinh omega 3, 6
3.1.1. Nguồn cung cấp PUFA (axit béo đa nối đôi)
• Nguồn gốc từ thực vật

- Các loại dầu thực vật chỉ chứa các axít béo không bão hòa có mạch carbon
≤18 như:
- Dầu lanh, dầu đậu nành, dầu cải…chứa PUFA ω-3 chủ yếu là axít ALA
(18:3 ω-3)
- Dầu bắp, dầu hạt bông vải, dầu nho… chứa chủ yếu là các PUFA ω-6 (18:2
ω-6)
- Dầu hạt tía tô có chứa các PUFAs với tỷ lệ cao, axit ω-3 α-linolenic chiếm
52,58-61,98% và axit ω-6 linoleic chiếm 10,54-15,87%.
- Một số nguồn khác như: dầu Hồ Đào, dầu hướng dương, dầu ngô, dầu
bông, dầu lạc, dầu vừng, dầu ôliu…
• Nguồn gốc từ động vật
- Một số các axit béo omega-3 cần thiết cho sức khỏe con người có nguồn
gốc từ các loại cá biển như cá ngừ, cá hồi, cá thu, cá mòi và cá trích ở biển
sâu.
- Cá và dầu cá là nguồn chủ yếu cung cấp PUFA nhưng những vấn đề về an
toàn đang được đặt ra bởi khả năng tích lũy các Polychlorinated biphenyls  
hoặc dioxin, kim loại nặng. Hơn thế nữa ứng dụng của dầu cá ở dạng thực
phẩm bổ sung bị giới hạn bởi những vấn đề liên quan tới mùi vị khó chịu, tính
kém ổn định về mặt oxi hóa. Đối với những ứng dụng nhất định, dầu cá lại
không phù hợp vì sự hiện diện của hỗn hợp nhiều loại axit béo.
• Nguồn gốc từ vi tảo
- Bacillariophyceae (tảo silic) và các loài Chrysophyceae : cung cấp EPA và
DHA
- Cryptophyceae, Prasinophyceae, Rhodophyceae, Xanthophyceae,
Glaucophyceae và Eustigmatophyceae : chủ yếu cung cấp EPA.
- Dinophyceae, Prymnesiophyceae, và Euglenophy


3.1.2. PUFA từ các vi tảo biển dị dưỡng
- Một số vi tảo biển dị dưỡng được coi là nguồn cung cấp DHA rất tốt gồm
thraustochytrids từ các chi Thraustochytrium Sparrow và Schizochytrium Goldstein và
Belsky, và tảo Crypthecodinium cohnii Javornicky.
 Các loài này đại diện cung cấp các loại dầu giàu DHA ưu việt nhất cho các ngành
công nghiệp, chúng được sử dụng trong thực phẩm, đặc biệt là trong sữa bột công thức
cho trẻ sơ sinh (Raghukumar, 2008)
- Con người thường tiêu thụ thraustochytrid đặc biệt là chi Schizochytrium một cách gián
tiếp thông qua chuỗi thức ăn là các sinh vật biển như cá, tôm và các động vật thân mềm
hai mảnh vỏ. Hiện chưa có báo cáo nào cho thấy chi Schizochytrium sản xuất các chất
độc hại cũng như có khả năng gây bệnh (Ryan và cs, 2010).
- Theo nghiên cứu của Ward và Singh đã cho thấy Schizochytrium sp. có một số đặc điểm
thuận lợi cho sản xuất thương mại bao gồm hàm lượng lipit cao, sức sản xuất DHA cao,
tăng trưởng tốt trong nuôi cấy với mật độ tế bào cao.
Một số chủng Schizochytrium nhất định có thể cung cấp DHA cao đạt 94% tổng số axit
béo ω-3 . Nakahara và cộng sự (1996) đã kết luận rằng trong Schizochytrium sp. hàm
lượng lipit chiếm 50% sinh khối khô, và DHA chiếm 57% của các Triacylglycerol, chiếm
34% so với axit béo tổng số. - Trong tảo Crypthecodinium cohnii hàm lượng DHA lên
đến 63% so với axit béo tổng số khi nuôi cấy trong môi trường có sử dụng carbon dạng
bột si-rô và cao nấm men như nguồn cacbon và nitơ, tương ứng . Theo nghiên cứu của
Huang và cộng sự (2001) , đã cho thấy Thraustochytrium sp. có chứa 52% DHA so với
axit béo tổng số tổng các axit béo mạch dài như DHA, AA, EPA, ω-6 DPA chiếm 76% so
với axit béo tổng số
* Con đường sinh tổng hợp DHA ở chi Schizochytrium
Con đường sinh tổng hợp DHA ở họ Thraustochytriidae hiện đang tập trung nhiều sự chú
ý của các nhà nghiên cứu nhằm tạo ra thực vật hoặc nấm men tái tổ hợp có thể sản xuất ra
PUFA (Wallis và cs, 2002; Damude & Kinney, 2007).
+ Có hai con đường tổng hợp PUFA ở họ Thraustochytriidae đã được nghiên cứu.
- Một là ở Thraustochytrium sp. ATCC 26185 theo con đường sinh tổng hợp axít béo
điển hình gần giống với động vật có vú (FAS-fatty acid synthesis).


Đây là con đường hiếu khí bao gồm một loạt các bước kéo dài chuỗi và khử bão hòa luân
phiên nhau của chuỗi axít béo mạch ngắn.
Các thực vật sản xuất axít linoleic (18:2 ω -6) và axít linolenic (18:3 ω -3) sử dụng hoạt
tính của enzyme Δ12 và ω -3 desaturase . Động vật có vú thiếu hoạt tính của enzyme Δ12
và ω -3 desaturase do vậy chúng phải lấy 18:2 ω -6 và 18:3 ω -3 từ thức ăn.
Tổng hợp 22:6 ω -3 ngày nay được biết bắt đầu từ sinh tổng hợp 24:6 ω -3 ở mạng lưới
nội chất sau đó, quá trình cắt ngắn chuỗi sẽ được thực hiện ở chu trình β-oxi hóa trong
peroxisome.
Con đường này đòi hỏi phải có oxy phân tử cho quá trình khử bão hòa. Mặc dù cả động
vật có vú và chi Thraustochytrium đều sử dụng con đường hiếu khí để tổng hợp DHA
nhưng phần cuối của con đường đã được chia thành hai nhánh.
Acyl-ACP
ER

NADP+

NADPH
Malonyl-ACP
KS

CO

2

ACP-SH

Enoyl-ACP

H 2O
KS
CO2
ACP-SH

3-Ketoacyl-ACP
NADPH

Schizochytrium
NADP

+

KR
D/I

3-Hydroxyacyl-ACP

Ở chi Thraustochytrium, tổng hợp DHA sau EPA diễn ra theo một con đường đơn giản
hơn- quá trình khử bão hoà ∆4. Gen ∆4 desaturase từ Thraustochytrium sp. đã được tách


dòng trong nấm men Saccharomyces cerevisiae và thực vật đột biến, Brassica juncea
(Qiu và cs, 2001).

Con đường tổng hợp PUFA ở chi
Schizochytrium (Wallis và cs, 2002; Qui, 2003)
Chú thích: ACP: Protein mang gốc acyl; KS: 3-ketoacyl-ACP synthase;
KR: 3- hydroxyacyl-ACP reductase; D/I: dehydrase/isomerase; ER:
enoyl-ACP reductase
+ Con đường sinh tổng hợp DHA được xúc tác bởi enzyme polyketide synthase ở chi
Schizochytrium mới được tìm thấy, là con đường tổng hợp DHA kị khí.
- Mặc dù con đường này là kị khí nhưng nó cũng có thể xảy ra dưới điều kiện hiếu khí.
Giống với sự tổng hợp các axít béo, chúng sử dụng các protein mang nhóm acyl- ACP
(acyl carrier protein) như là một vật gắn đồng hoá trị để tổng hợp chuỗi, và cứ như thế
các chu trình được lặp lại.
- Một chu trình sinh tổng hợp hoàn chỉnh bao gồm bước trùng ngưng của một acyl- ACP
và một malonyl- ACP để tạo ra một ketoacyl-ACP
- Bước khử keto để chuyển ketoacyl-ACP thành hydroxyacyl-ACP
- Khử nước để loại một phân tử nước ở hydroxyacyl-ACP để tạo thành enoyl-ACP không
bão hoà, và quá trình khử enoyl-ACP thành chuỗi acyl bão hoà . Con đường tổng hợp
polyketide thường bỏ qua các bước như là loại nước và khử.


 Vì vậy, mà các sản phẩm của con đường này thường rất khác nhau về cấu trúc và
thường chứa nhóm keto, nhóm OH và các liên kết đôi. Con đường polyketide thường rất
phổ biến trong tự nhiên.
Ở vi khuẩn và nấm, nó tham gia vào quá trình tổng hợp rất nhiều các hợp chất kháng sinh
và kháng kí sinh trùng như tetracycline và erythromycin. Gần đây, sự tham gia của con
đường này vào quá trình sinh tổng hợp PUFA như DHA cũng đã được công bố.
Mặc dù, cơ chế cụ thể về quá trình sinh tổng hợp DHA theo con đường mới vẫn cần phải
xác định cho rõ ràng, nhưng cơ bản vẫn là các bước ngưng tụ và đồng phân hoá.
Ketosynthase, một enzyme chìa khoá của con đường này, có thể xúc tác cho quá trình
trùng ngưng của rất nhiều cơ chất bao gồm các axít béo không bão hoà. Vì vậy, trùng
ngưng có chọn lọc của enoyl -ACP với malonyl -ACP sẽ tạo thành một axít béo có các
liên kết đôi. Hoạt động của isomerase, một yếu tố chìa khoá khác cho sinh tổng hợp
DHA, có thể kết hợp hoặc tách riêng với dehydratase để đảm bảo vị trí và cấu hình không
gian chính xác các liên kết đôi trong phân tử PUFA (Qui, 2003).
3.2.

Các vi khuẩn tía dị dưỡng sinh omega 7

Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía là nhóm vi khuẩn quang dị dưỡng hữu cơ
(photoorganoheterotrophs) thuộc ngành Proteobacteria.
- Là vi khuẩn gram âm, thường kỵ khí bắt buộc, một số loài là quang tự dưỡng vô cơ
không bắt buộc (trong tối là hoá dị dưỡng hữu cơ- chemoorganoheterotrophs). Tế bào
chứa chlorophyl a hoặc b, hệ thống quang hợp chứa các màng hình cầu hay hình phiến
(lamellar) gắn với màng sinh chất. Để dùng làm nguồn cho điện tử (electron donors)
trong quang hợp thường sử dụng chất hữu cơ.
- Họ Rhodospirillacea trong nhóm vi khuẩn quang dưỡng có xu hướng quang dị dưỡng
mạnh nhất, sử dụng cacbon trong các hợp chất hưu cơ đơn giản cho quá trình đồng hóa.
- Trường hợp ngoại lệ trong điều kiện thiếu ánh sáng, kỵ khí, vi khuẩn quang dưỡng tía
không lưu huỳnh có thể lấy năng lượng từ quá trình lên men hoặc hô hấp kị khí .

IV.Chuyển hóa vật chất nội bào ở vi sinh vật quang dị dưỡng
1. Vai trò của ánh sáng và nguồn Cacbon hữu cơ

- Ánh sáng cung cấp năng lượng quang năng cho quá trình quang hợp ở vi
sinh vật quang dị dưỡng


- Chất hữu cơ cung cấp nguồn cacbon, và năng lượng trong các liên kết hóa
học cho các quá trình sống của vi sinh vật.
2. Dòng năng lượng và dòng Cacbon
a. Dòng năng lượng

Hệ thống vận chuyển electron quang hợp ở vi khuẩn không sulfur màu tía,
Rhodobacter sphaeroides. Sơ đồ trên là chưa hoàn toàn và mới là giả định.
Ubiquinone (Q) rất giống với CoQ.BPh là bacteriopheophytin, NAD+ và
succinat (nguồn electron) được đánh dấu. (Theo: Prescott và cs, 2005)
- Do thiếu hệ quang II nhiều sự khác biệt gặp ở vi khuẩn màu lục và màu tía. Những vi
khuẩn này không thể sử dụng nước làm chất cho electron trong sự vận chuyển electron
không vòng. Thiếu hệ quang II chúng không thể tạo thành O2 từ H2O trong quá trình
quang hợp và bị hạn chế ở quang phosphoryl hoá vòng. Trên thực tế hầu như tất cả vi
khuẩn sulfur màu tía và vi khuẩn sulfur màu lục là bọn kỵ khí bắt buộc. Hình trên là sơ
đồ giả định đối với chuỗi vận chuyển electron quang hợp của một vi khuẩn không - sulfur
màu tía.
- Khi cholorophyll P870 đặc biệt của trung tâm phản ứng bị kích hoạt, nó sẽ chuyền một
electron cho bacteriopheophytin. Sau đó các electron di chuyển đến các quinon rồi qua
một chuỗi vận chuyển electron lại trở về P870 đồng thời ATP được tổng hợp. Mặc dù cả
vi khuẩn lục và vi khuẩn tía đều thiếu hai hệ quang nhưng vi khuẩn tía có một bộ máy
quang hợp tương tự như hệ quang II. Do cũng cần NADH và NADPH để cố định CO2
nên vi khuẩn lục và vi khuẩn tía còn phải đối mặt với một vấn đề nữa. Chúng có thể tổng
hợp NADH theo ít nhất ba con đường. Nếu vi khuẩn đang sinh trưởng trong sự có mặt


của H2 có thể khử âm hơn của NAD+, hydro có thể được sử dụng trực tiếp để sản ra
NADH. Cũng như bọn hoá dưỡng vô cơ nhiều vi khuẩn tía quang hợp sử dụng PMF để
đẩy ngược dòng electron trong chuỗi vận chuyển electron và chuyển các electron này từ
các chất cho vô cơ hoặc hữu cơ tới NAD+ .

Sự khử NAD ở vi khuẩn màu lục và vi khuẩn màu tía. Dòng electron ngược được sử dụng
để khử NAD+. Mũi tên trong sơ đồ biểu thị 1 chuỗi vận chuyển electron chuyền ngược
hướng nhờ động lực proton hoặc ATP, nghĩa là các electron di chuyển từ các chất cho
với thế khử dương hơn tới 1 chất nhận (NAD+) với thế khử âm hơn.
(Theo: Prescott và cs, 2005)

 Phosphoryl hoá vòng là dạng đầu tiên của quang hợp, đây là dạng duy nhất ở phần lớn
vi khuẩn quang hợp, hiệu quả năng lượng của quá trình này ít (khoảng 25 kcal/M).
b. Dòng Cacbon
- Sắc tố quang hợp: Bacteriocholorophyll
- Các chất cho electron quang hợp là chất hữu cơ
- Không sản sinh O2
- Các sản phẩm sơ cấp của sự chuyển hóa năng luợng: ATP
- Nguồn carbon là chất hữu cơ
Để tổng hợp NADH và NADPH vi khuẩn tía phải sử dụng các chất cho electron như các
hợp chất hữu cơ là các chất có thể khử âm hơn nước và vì vậy dễ oxy hoá hơn (nghĩa là
các chất cho electron tốt hơn). Cuối cùng, vi khuẩn tía chứa các sắc tố quang hợp hơi
khác nhau gọi là bacteriocholorophyll, nhiều trong số chúng có điểm cực đại hấp thu ở
những bước sóng dài hơn. Các bacteriocholorophyll a và b có đỉnh cực đại trong ête lần
lượt ở 775 và 790 nm. Đỉnh cực đại in vivo của bacteriocholorophyll a là khoảng 830-


890 nm và của bacteriocholorophyll b là 1020-1040 nm. Sự chuyển dịch của cực đại hấp
thu vào vùng hồng ngoại như vậy sẽ giúp cho vi khuẩn thích ứng tốt hơn với các ổ sinh
thái.
Hợp chất hữu cơ Ánh sáng, Dl, PSI (CH2O)n + Chất hữu cơ oxy hóa ( omega3,6,7…)
V.Khả năng sử dụng các vi sinh vật quang dị dưỡng sinh omega làm thực phẩm
chức năng
+ Thực phẩm chức năng (TPCN) là thực phẩm (hoặc sản phẩm) dùng để hỗ trợ (phục hồi,
duy trì hoặc tăng cường) chức năng của các bộ phận trong cơ thể, có tác dụng dinh
dưỡng, tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng và giảm bớt nguy cơ bệnh
tật”
- Hiện nay có rất nhiều sản phẩm chức năng omega được chiết từ nguồn gốc động vật và
thực vật, …Hàm lượng các axit béo cần thiết trong thực vật và động vật thấp hơn rất
nhiều so với các loài vi sinh vật quang dị dưỡng
+ Tuy vi sinh vật có kích thước rất nhỏ bé nhưng chúng lại có các đặc điểm đặc biệt như
- Khả năng hấp thu và chuyển hoá vượt xa các sinh vật khác.
- Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh
- Khả năng thích nghi cao
- Phân bố rộng, chủng loại nhiều
Đặc biệt có một số loài có khả năng tổng hợp các axit béo không thay thế (omega 3, 6,
7..) có nhiều vai trò quan trọng mà con người không thể tự tổng hợp được.
 Vì vậy khả năng sử dụng các vi sinh vật quang dị dưỡng sinh omega làm thực phẩm
chức năng rất có triển vọng.
Cá và dầu cá là nguồn chủ yếu cung cấp PUFAs nhưng những vấn đề về an toàn đang
được đặt ra bởi khả năng tích lũy các Polychlorinated biphenyls hoặc dioxin, kim loại
nặng. Hơn thế nữa ứng dụng của dầu cá ở dạng thực phẩm bổ sung bị giới hạn bởi những
vấn đề liên quan tới mùi vị khó chịu, tính kém ổn định về mặt oxi hóa. Đối với những
ứng dụng nhất định, dầu cá lại không phù hợp vì sự hiện diện của hỗn hợp nhiều loại axit
béo. Vì PUFAs được tìm thấy trong cá ăn vi tảo ở đại dương nên theo một cách logic vi
tảo được coi là nguồn tiềm năng để sản xuất PUFAs.


Theo các chuyên gia, hiện thị trường thực phẩm chức năng bán rất nhiều các loại dầu
sinh học có nguồn gốc từ vi tảo, dành cho trẻ em hoặc người ăn kiêng. Tuy nhiên, các sản
phẩm thực phẩm chức năng có chứa axit béo ω-3 và ω-6 có mặt tại Việt Nam hầu như
đều nhập ngoại và chủ yếu được sản xuất từ cá, còn từ thực vật vẫn còn rất hạn chế.
 Vi tảo biển có thể là nguồn cung cấp ω-3 PUFA với một số ưu điểm như sau:

- Nuôi cấy vi tảo biển dị dưỡng một cách dễ dàng trong các hệ thống lên men nên có thể
sản xuất dầu quanh năm, không phụ thuộc vào mùa vụ, nhiệt độ vì không sử dụng ánh
sáng mặt trời
- Quá trình nuôi trồng có thể kiểm soát và đảm bảo được chất lượng sản phẩm theo mong
muốn; đạt mật độ tế bào cao, năng suất có thể lên trên 100 g khô/l và có thể sử dụng các
kĩ thuật lên men hiện đang được sử dụng rộng rãi cho việc nuôi trồng
- Hàm lượng axit béo đơn giản và tốc độ tăng trưởng cao hơn; còn nuôi trồng VTB quang
tự dưỡng trong các hệ thống bể hở có thể sử dụng đất phi nông nghiệp và nguồn nước
thải không phù hợp cho sản xuất nông nghiệp
- Vi tảo cung cấp một nguồn tài nguyên không ô nhiễm đầy hứa hẹn cho công nghệ sinh
học và công nghệ sinh học sản xuất LC-PUFA (long chain – PUFAs) để thay thế cho các
loại dầu cá truyền thống.
 Kế thừa các kết quả nghiên cứu trước đây trong xây dựng tập đoàn giống vi tảo biển dị
dưỡng và sàng lọc các chủng tiềm năng cho sản xuất Omega-3 PUFAs của phòng công
nghệ tảo, nhóm nghiên cứu của Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thành công dòng sản phẩm
chức năng giàu DHA, EPA, DPA từ chủng vi tảo biển đặc hữu của Việt Nam.
+ Việt Nam đã nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thành công dòng sản phẩm chức năng từ
vi tảo biển
- Theo đó, nhóm nghiên cứu đã tiến hành sản xuất sinh khối vi tảo biển dị dưỡng
S.mangrovei PQ6 làm nguyên liệu để tách chiết dầu sinh học giàu omega-3 và omega-6
(ω-3 và ω-6) (DHA, EPA, DPA). Nhóm tiếp tục tiến hành tách chiết và làm giàu hỗn hợp
các axit béo ω-3 và ω-6 dạng methyl ester. Đồng thời, tối ưu hóa quá trình làm giàu hỗn
hợp axit béo ω-3 và ω-6 trong dầu tảo bằng phương pháp tạo phức với urê. Sau khi phân
tích đánh giá chất lượng hỗn hợp axit béo ω-3 và ω-6 thu được, nhóm đã tiến hành
nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất viên nang mềm thực phẩm chức năng từ hỗn
hợp axit béo ω-3 và ω-6 [7]


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Thị Lan Anh (2014). Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học và khả năng

ứng dụng của chủng vi tảo biển dị dưỡng Schizichytriummangrovei PQ6. Luận án
tiến sĩ, Viện công nghệ sinh học
2. Hoàng Thị Lan Anh, Nguyễn Thị Minh Thanh, Đặng Diễm Hồng (2009). Tách chiết và
tinh sạch các acid béo không bão hòa từ sinh khối vi tảo biển dị dưỡng
Schizochytriummangrovei PQ6. Tạp chí công nghệ sinh học.
3. Đặng Diễm Hồng, Hoàng Minh Hiền, Hoàng Sỹ Nam, Hoàng Lan Anh, Ngô Hoài
Thu, Đinh Khánh Chi (2007). Nghiên cứu về quá trình sinh tổng hợp DHA từ các loại vi
tảo biển dị dưỡng mới Labyrinthula, Schizochytrium và ứng dụng. Tạp chí Khoa học và
Công nghệ.
4.
Calder PC (2003). Long chain n-3 fatty acids and inflammation: potential
application in surgical and trauma patients. Brazillian J Med Biol Res. 36: 433- 446.
5.

baocongthuong.com.vn/thu-nghiem-thanh-cong.htm

6.

http://voer.edu.vn/c/quang-hop/7da56961/e097529d

7.

https://en.wikipedia.org/wiki/Omega-3_fatty_acid

8.

http://viendinhduong.com/omega-7



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×