Tiểu luận: Axit béo không bão hòa đa nối đôi (PUFA- polyunsaturated fatty acids – PUFA) , Axit béo không bão hòa nối đôi (MUFA) Axit béo không bão hòa đa nối đôi (PUFA- polyunsaturated fatty acids – PUFA) Khái niệm I Axit béo không bão hòa đa nối đôi (PUFA) axit béo chứa nhiều liên kết đôi cacbon-cacbon trục chúng - Cơ thể người tự tổng hợp axit béo ω-3, ω-6 lấy qua thức ăn hàng ngày, gọi axit béo không thay người Cấu tạo - Công thức tổng quát axit béo không bão hòa đa nối đôi: CH3 - (CH2)n - COOH - Về mặt cấu trúc hoá học acid béo thông thường chứa loại nguyên tố: carbon, hydro oxy - Các axít béo thường gặp có số carbon từ 16-18 PUFAs axít béo mạch dài (18 22 nguyên tử cacbon) có chứa hai nhiều liên kết đôi - Mạch hydrocarbon có đầu: đầu nhóm methyl (-CH3 ) đầu nhóm cacboxyl (-COOH) Chúng phân loại theo vị trí liên kết đôi tính từ gốc methyl hay gốc cacboxyl Để vị trí nối đôi mạch cacbon tính từ đầu methyl người ta sử dụng ký hiệu ―n ―ω Các liên kết đôi PUFA tính từ gốc carboxyl ký hiệu ―Δ Những nhóm ω-3, ω-6 hay ω-9 PUFA có liên kết đôi tương ứng vị trí cacbon số 3, hay - Quá trình oxy hóa axit béo diễn ty thể peroxisome Vai trò Hiện nay, PUFAs ALA (18: 3ω-3), EPA (20: 5ω-3) DHA (22: 6ω-3) quan tâm nghiên cứu nhiều chúng có ảnh hưởng tích cực đến sức khỏe người động vật - Vai trò PUFAs sức khoẻ người : PUFAs thành phần quan trọng sinh vật nhân chuẩn bậc cao Các PUFA có ba vai trò sinh học chủ yếu: Tham gia vào điều hòa trình trao đổi lipit, vận chuyển hướng tới mô Ví dụ, hoạt động bao gồm ức chế trình sinh tổng hợp triacylglycerol (TAG) gan ω-3 PUFA • Tham gia vào thành phần cấu trúc nên thành tế bào Sự có mặt chúng thành phần phospholipit góp phần tạo nên tính linh động màng Điều góp phần quan trọng việc điều chỉnh hoạt động protein màng • Màng phospholipit nguồn phân tử thông tin thứ hai diacylglycerol, phosphatidic, inositol–1, 4, 5- trisphosphate, ceramide axít ARA- phân tử chịu trách nhiệm cho hoạt động tín hiệu màng tới vùng nguyên sinh chất nhân để điều chỉnh phản ứng đáp lại tương ứng; phân tử tín hiệu ngoại bào yếu tố hoạt hoá tiểu cầu - PUFAs có nhiều vai trò lợi ích đặc biệt quan trọng cho thể • Cải thiện hiệu bệnh tim mạch; • Giảm nguy loạn nhịp tim (có thể dẫn tới đột tử); • Có hiệu rõ rệt điều trị suy nhược; • giảm nguy hình thành khối u tuyến tiền liệt (có thể dẩn đến đau tim đột quỵ); • Giảm chất béo trung tính mức độ lipoprotein lại; • Làm chậm tốc độ tăng trưởng mảng xơ vữa động mạch; • Cải thiện chức nội mô; Hạ huyết áp (nhẹ) giảm phản ứng viêm • PUFAs thành phần quan trọng cấu tạo nên tế bào não, đặc biệt trẻ nhỏ từ 0-2 tuổi Cơ thể trẻ tổng hợp DHA đủ nhanh để đáp ứng cho phát triển nhanh não võng mạc Cho nên, chúng phải thu nhận hợp chất từ chế độ ăn Do đó, phần dinh dưỡng có vai trò quan trọng việc đảm bảo đầy đủ PUFA cho trẻ nhỏ  Tuy nhiên, phần ăn, tỷ lệ nhóm axit béo ω-6 cao so với nhóm axit béo ω-3 (lên đến 10:1) lợi cho sức khỏe [4] Sự phân nhóm Omega Omega - PUFA phân loại theo vị trí liên kết đôi tính từ gốc methyl - Các axit béo không no đa nối đôi sinh tổng hợp trình chuyển hoá enzym: no hoá, kéo dài mạch ngắt mạch Trong sinh vật biển, axit béo quan trọng chủ yếu nằm họ omega-3, omega-6 4.1 Omega-3 • Hoạt chất omega-3 (hay ω3) axit béo mà phân tử có nhiều nối đôi, nối đôi vị trí cacbon thứ ba tính từ nhóm metyl cuối mạch - Omega-3 có chuỗi từ 16-18C, nối đôi Có công thức hóa học Oxygen Hydrogen Một số nhóm omega 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 có nhóm quan trọng 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 axit alpha-linolenic (ALA), acid béo thiết yếu, chứa 18 nguyên tử cacbon và liên kết đôi nằm ở nguyên tử cacbon số 9, 12 15 + Axít eicosapentaenoic (EPA) acid béo không no chuỗi dài có 20 carbon chứa nối đôi - Công thức cấu tạo: CH3CH2[CH=CHCH2]5CH 2COOH) Một phần nhỏ, khoảng 15 % thể tổng hợp từ chất acid béo ALA, phần lớn lại tìm thấy cá tôm sò, mà đặc biệt mỡ cá sống vùng nước lạnh - Trọng lượng phân tử EPA 302.451 g/mol EPA tồn dạng lỏng điều kiện chuẩn, có điểm nóng hảy -53.5oC bay 439oC, khối lượng riêng 0.943g/cm3 -Trong tự nhiên tồn dạng cis-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid Cấu trúc không gian cis-5,8,11,14,17-eicosapentaenoic acid + Axít docosahexaenoic (DHA): Được thấy nhiều loài thủy sản sữa mẹ -Là acid béo không no chuỗi (mạch) dài có 22 carbon chứa nối đôi - CTCT: CH 3CH 2[CH=CHCH2]6CH 2COOH) - Trọng lượng phân tử DHA 328,6g/mol điểm nóng chảy -440C DHA kí hiệu 22:6 n-3 tự nhiên có dạng acid cis-4,7,10,13,16,19docosahexaenoic Cấu trúc không gian acid cis-4,7,10,13,16,19-docosahexaenoic - Ở điều kiện chuẩn, DHA tồn dạng lỏng, không tan nước, tan dung môi không phân cực 4.2 Omega Hoạt chất omega-6 (hay ω6) axit béo mà phân tử có nhiều nối đôi, nối đôi vị trí cacbon thứ sáu tính từ nhóm metyl cuối mạch Một số nhóm omega 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): acid béo thiết yếu diện hầu hết loại dầu thực vật mà thường dùng ngày - Công thức cấu tạo: CH3(CH2)4[CH=CHCH2]3-(CH2)3COOH + Axít arachidonic (AA) axit không no với mạch gồm 20 cacbon, có bốn liên kết đôi dạng cis - Là chuyển hóa chất DGLA… AA chuyển thành eicosanoids serie giúp vào việc làm lành vết thương, dự phần vào chế phản ứng dị ứng Tuy vậy, dư thừa chất AA có hại cho sức khỏe kéo theo bệnh viêm khớp, bệnh da số bệnh tự miễn (autoimmune) khác - Eicosanoids serie eicosanoids serie biến thể từ Arachidonic acid (AA) gây viêm sưng, làm co mạch máu, kích thích kết tụ tiểu cầu hóa chất độc tùy theo nơi thể mà eicosanoids 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): phần thể tổng hợp từ chất LA, phần khác diện số dầu thực vật primrose oil, borage oil sữa mẹ.Trong thể, GLA chuyển thành chất prostaglandins Chất có tính chống viêm sưng, hữu hiệu để làm giảm thiểu triệu chứng bệnh viêm khớp tự miễn - Dihomo-gamma linolenic acid (DGLA): chuyển hóa chất GLA… DGLA chuyển thành eicosanoids serie1 giúp bảo vệ tim mạch, kích thích miễn dịch, đồng thời có tính chống viêm sưng (antiinflammatory) II.Axit béo không bão hòa nối đôi (MUFA) Khái niệm Axit béo không bão hòa nối đôi (MUFA) axit béo chứa liên kết đôi cacbon-cacbon trục chúng - Hơn trăm axit béo nối đôi tìm thấy tự nhiên, hầu hết chúng hợp chất 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 dạng cấu hình -cis đồng phân axit béo nối đôi Một số axit béo không bão hòa nối đôi Tên gọi chung tên chất béo Tên hóa học none 12: ( n -7) axit 5-Dodecenoic none 14: ( n -7) axit 7-Tetradecenoic axit palmitoleic 16: ( n -7) axit 9-Hexadecenoic axit Vaccenic 18: ( n -7) axit 11-Octadecenoic axit Paullinic 20: ( n -7) axit 13-Eicosenoic None 22: ( n -7) axit 15-Docosenoic none 24: ( n -7) axit 17-Tetracosenoic Vai trò - Giảm nguy ung thư vú: Một nghiên cứu phụ nữ Thụy Điển nhận thấy người có chế độ ăn chất béo không bão hòa đơn thường xuyên dẫn đến tỉ lệ mắc bệnh ung thư vú thấp - Mức cholesterol giảm : Hiệp hội Tim mạch Mỹ khuyến cáo tiêu thụ MUFAs để cải thiện lượng mỡ máu - Giảm nguy bệnh tim đột quỵ: Chế độ ăn uống chứa chất béo không bão hòa đơn có tương quan với trái tim khỏe mạnh đột quỵ - Giảm cân : Các nghiên cứu thấy phần ăn sử dụng chất béo không bão hòa đơn so với phẩn ăn có sử dụng chất béo bão hòa chất béo không bão hòa đa có tác dụng việc giảm cân - Giảm đau cứng khớp cho người bị viêm thấp khớp: Chế độ ăn uống đóng vai trò việc giảm đau cứng khớp người bị bệnh viêm thấp khớp - Giảm mỡ bụng : Một nghiên cứu công bố Hiệp hội tiểu đường Mỹ phát chế độ ăn với chất béo không bão hòa đơn làm giảm béo bụng tốt so với chế độ ăn carbohydrate cao - Omega biết đến với nuôi dưỡng bôi trơn màng nhầy để hoạt động hết công suất Các đường tiêu hóa, đầy đủ màng nhầy, thực hưởng lợi từ khả omega để cải thiện phục hồi màng tế bào hỗ trợ bệnh viêm loét - Giữ ẩm cho da, tóc, móng tay, mắt: Omega axit béo vai trò quan trọng việc giữ ẩm da, giúp chống lại triệu chứng lão hóa sớm nếp nhăn, khô, độ đàn hồi, suy dinh dưỡng, dấu hiệu lão hóa Các nghiên cứu gần cho thấy Omega-7 có lợi cho người mắc bệnh khô mắt nuôi dưỡng giữ ẩm màng nhầy - Bên cạnh việc bảo vệ tim bạn, giảm nguy ung thư định giúp bạn trì trọng lượng khỏe mạnh Một số nhóm omega thường gặp Hai axit béo omega-7 thường gặp tự nhiên axit palmitoleic axit vaccenic 4.1 Axit palmitoleic - Axit palmitoleic hay (9-Z ) axit -hexadec-9-enoic, omega-7 không bão hòa đơn - Công thức hóa học: CH3 (CH2)5CH = CH (CH2)7COOH - Là thành phần phổ biến glycerides mô mỡ người Nó có tất mô có nhiều gan - Là axit béo có lợi, chứng minh để tăng độ nhạy cảm insulin cách ức chế viêm nhiễm, ngăn chặn tàn phá tuyến tụy tiết insulin tế bào beta - Được tổng hợp từ axit palmitic tác động enzymedelta-9 desaturase 4.2 Vaccenic axit - Vaccenic axit gọi acid (E) -Octadec-11-enoic axit béo tìm thấy chất béo động vật nhai lại sản phẩm từ sữa sữa , bơ sữa chua Nó axit béo chủ yếu bao gồm chất béo chuyển hóa 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, 3.1.1 Nguồn cung cấp PUFA (axit béo đa nối đôi) • Nguồn gốc từ thực vật - Các loại dầu thực vật chứa axít béo không bão hòa có mạch carbon ≤18 như: - Dầu lanh, dầu đậu nành, dầu cải…chứa PUFA ω-3 chủ yếu axít ALA (18:3 ω-3) - Dầu bắp, dầu hạt vải, dầu nho… chứa chủ yếu PUFA ω-6 (18:2 ω-6) - Dầu hạt tía tô có chứa PUFAs với tỷ lệ cao, axit ω-3 α-linolenic chiếm 52,58-61,98% 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 axit béo omega-3 cần thiết cho sức khỏe người có nguồn gốc từ loại cá biển cá ngừ, cá hồi, cá thu, cá mòi cá trích biển sâu - Cá dầu cá nguồn chủ yếu cung cấp PUFA vấn đề an toàn đặt khả tích lũy Polychlorinated biphenyls   dioxin, kim loại nặng Hơn ứng dụng dầu cá dạng thực phẩm bổ sung bị giới hạn vấn đề liên quan tới mùi vị khó chịu, tính ổn định mặt oxi hóa Đối với ứng dụng định, dầu cá lại không phù hợp diện hỗn hợp nhiều loại axit béo • Nguồn gốc từ vi tảo - Bacillariophyceae (tảo silic) loài Chrysophyceae : cung cấp EPA DHA - Cryptophyceae, Prasinophyceae, Rhodophyceae, Xanthophyceae, Glaucophyceae Eustigmatophyceae : chủ yếu cung cấp EPA - Dinophyceae, Prymnesiophyceae, Euglenophy 3.1.2 PUFA từ vi tảo biển dị dưỡng - Một số vi tảo biển dị dưỡng coi nguồn cung cấp DHA tốt gồm thraustochytrids từ chi Thraustochytrium Sparrow Schizochytrium Goldstein Belsky, tảo Crypthecodinium cohnii Javornicky  Các loài đại diện cung cấp loại dầu giàu DHA ưu việt cho ngành công nghiệp, chúng sử dụng thực phẩm, đặc biệt sữa bột công thức cho trẻ sơ sinh (Raghukumar, 2008) - Con người thường tiêu thụ thraustochytrid đặc biệt chi Schizochytrium cách gián tiếp thông qua chuỗi thức ăn sinh vật biển cá, tôm động vật thân mềm hai mảnh vỏ Hiện chưa có báo cáo cho thấy chi Schizochytrium sản xuất chất độc hại có khả gây bệnh (Ryan cs, 2010) - Theo nghiên cứu Ward Singh cho thấy Schizochytrium sp có số đặc điểm thuận lợi cho sản xuất thương mại bao gồm hàm lượng lipit cao, sức sản xuất DHA cao, tăng trưởng tốt nuôi cấy với mật độ tế bào cao Một số chủng Schizochytrium định cung cấp DHA cao đạt 94% tổng số axit béo ω-3 Nakahara cộng (1996) kết luận Schizochytrium sp hàm lượng lipit chiếm 50% sinh khối khô, DHA chiếm 57% 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 nuôi cấy môi trường có sử dụng carbon dạng bột si-rô cao nấm men nguồn cacbon nitơ, tương ứng Theo nghiên cứu Huang cộng (2001) , cho thấy Thraustochytrium sp có chứa 52% DHA so với axit béo tổng số tổng axit béo mạch dài DHA, AA, EPA, ω-6 DPA chiếm 76% so với axit béo tổng số * Con đường sinh tổng hợp DHA chi Schizochytrium Con đường sinh tổng hợp DHA họ Thraustochytriidae tập trung nhiều ý nhà nghiên cứu nhằm tạo thực vật nấm men tái tổ hợp sản xuất PUFA (Wallis cs, 2002; Damude & Kinney, 2007) + Có hai đường tổng hợp PUFA họ Thraustochytriidae nghiên cứu - Một Thraustochytrium sp ATCC 26185 theo đường sinh tổng hợp axít béo điển hình gần giống với động vật có vú (FAS-fatty acid synthesis) Đây đường hiếu khí bao gồm loạt bước kéo dài chuỗi khử bão hòa luân phiên chuỗi axít béo mạch ngắn Các thực vật sản xuất axít linoleic (18:2 ω -6) axít linolenic (18:3 ω -3) sử dụng hoạt tính enzyme Δ12 ω -3 desaturase Động vật có vú thiếu hoạt tính enzyme Δ12 ω -3 desaturase chúng phải lấy 18:2 ω -6 18:3 ω -3 từ thức ăn Tổng hợp 22:6 ω -3 ngày biết sinh tổng hợp 24:6 ω -3 mạng lưới nội chất sau đó, trình cắt ngắn chuỗi thực chu trình β-oxi hóa peroxisome Con đường đòi hỏi phải có oxy phân tử cho trình khử bão hòa Mặc dù động vật có vú chi Thraustochytrium sử dụng đường hiếu khí để tổng hợp DHA phần cuối đường chia thành hai nhánh Acyl-ACP ER NADP+ NADPH Malonyl-ACP KS CO 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 theo đường đơn giản hơn- trình khử bão hoà ∆4 Gen ∆4 desaturase từ Thraustochytrium sp tách dòng nấm men Saccharomyces cerevisiae thực vật đột biến, Brassica juncea (Qiu cs, 2001) Con đường tổng hợp PUFA chi Schizochytrium (Wallis 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 xúc tác enzyme polyketide synthase chi Schizochytrium tìm thấy, đường tổng hợp DHA kị khí - Mặc dù đường kị khí xảy điều kiện hiếu khí Giống với tổng hợp axít béo, chúng sử dụng protein mang nhóm acyl- ACP (acyl carrier protein) vật gắn đồng hoá trị để tổng hợp chuỗi, chu trình lặp lại - Một chu trình sinh tổng hợp hoàn chỉnh bao gồm bước trùng ngưng acyl- ACP malonyl- ACP để tạo ketoacyl-ACP - Bước khử keto để chuyển ketoacyl-ACP thành hydroxyacyl-ACP - Khử nước để loại phân tử nước hydroxyacyl-ACP để tạo thành enoyl-ACP không bão hoà, trình khử enoyl-ACP thành chuỗi acyl bão hoà Con đường tổng hợp polyketide thường bỏ qua bước loại nước khử  Vì vậy, mà sản phẩm đường thường khác cấu trúc thường chứa nhóm keto, nhóm OH liên kết đôi Con đường polyketide thường phổ biến tự nhiên Ở vi khuẩn nấm, tham gia vào trình tổng hợp nhiều hợp chất kháng sinh kháng kí sinh trùng tetracycline erythromycin Gần đây, tham gia đường vào trình sinh tổng hợp PUFA DHA công bố Mặc dù, chế cụ thể trình sinh tổng hợp DHA theo đường cần phải xác định cho rõ ràng, bước ngưng tụ đồng phân hoá Ketosynthase, enzyme chìa khoá đường này, xúc tác cho trình trùng ngưng nhiều chất bao gồm axít béo không bão hoà Vì vậy, trùng ngưng có chọn lọc enoyl -ACP với malonyl -ACP tạo thành axít béo có liên kết đôi Hoạt động isomerase, yếu tố chìa khoá khác cho sinh tổng hợp DHA, kết hợp tách riêng với dehydratase để đảm bảo vị trí cấu hình không gian xác liên kết đôi phân tử PUFA (Qui, 2003) 3.2 Các vi khuẩn tía dị dưỡng sinh omega Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía nhóm vi khuẩn quang dị dưỡng hữu (photoorganoheterotrophs) thuộc ngành Proteobacteria - Là vi khuẩn gram âm, thường kỵ khí bắt buộc, số loài quang tự dưỡng vô không bắt buộc (trong tối hoá dị dưỡng hữu cơ- chemoorganoheterotrophs) Tế bào chứa chlorophyl a b, hệ thống quang hợp chứa màng hình cầu hay hình phiến (lamellar) gắn với màng sinh chất Để dùng làm nguồn cho điện tử (electron donors) quang hợp thường sử dụng chất hữu - Họ Rhodospirillacea nhóm vi khuẩn quang dưỡng có xu hướng quang dị dưỡng mạnh nhất, sử dụng cacbon hợp chất hưu đơn giản cho trình đồng hóa - Trường hợp ngoại lệ điều kiện thiếu ánh sáng, kỵ khí, vi khuẩn quang dưỡng tía không lưu huỳnh lấy lượng từ trình lên men hô hấp kị khí IV.Chuyển hóa vật chất nội bào vi sinh vật quang dị dưỡng Vai trò ánh sáng nguồn Cacbon hữu - Ánh sáng cung cấp lượng quang cho trình quang hợp vi sinh vật quang dị dưỡng - Chất hữu cung cấp nguồn cacbon, lượng liên kết hóa học cho trình sống vi sinh vật Dòng lượng dòng Cacbon a Dòng lượng Hệ thống vận chuyển electron quang hợp vi khuẩn không sulfur màu tía, Rhodobacter sphaeroides Sơ đồ chưa hoàn toàn giả định Ubiquinone (Q) giống với CoQ.BPh bacteriopheophytin, NAD+ succinat (nguồn electron) đánh dấu (Theo: Prescott cs, 2005) - Do thiếu hệ quang II nhiều khác biệt gặp vi khuẩn màu lục màu tía Những vi khuẩn sử dụng nước làm chất cho electron vận chuyển electron không vòng Thiếu hệ quang II chúng tạo thành O2 từ H2O trình quang hợp bị hạn chế quang phosphoryl hoá vòng Trên thực tế tất vi khuẩn sulfur màu tía vi khuẩn sulfur màu lục bọn kỵ khí bắt buộc Hình sơ đồ giả định chuỗi vận chuyển electron quang hợp vi khuẩn không - sulfur màu tía - Khi cholorophyll P870 đặc biệt trung tâm phản ứng bị kích hoạt, chuyền electron cho bacteriopheophytin Sau electron di chuyển đến quinon qua chuỗi vận chuyển electron lại trở P870 đồng thời ATP tổng hợp Mặc dù vi khuẩn lục vi khuẩn tía thiếu hai hệ quang vi khuẩn tía có máy quang hợp tương tự hệ quang II Do cần NADH NADPH để cố định CO2 nên vi khuẩn lục vi khuẩn tía phải đối mặt với vấn đề Chúng tổng hợp NADH theo ba đường Nếu vi khuẩn sinh trưởng có mặt H2 khử âm NAD+, hydro sử dụng trực tiếp để sản NADH Cũng bọn hoá dưỡng vô nhiều vi khuẩn tía quang hợp sử dụng PMF để đẩy ngược dòng electron chuỗi vận chuyển electron chuyển electron từ chất cho vô hữu tới NAD+ Sự khử NAD vi khuẩn màu lục vi khuẩn màu tía Dòng electron ngược sử dụng để khử NAD+ Mũi tên sơ đồ biểu thị chuỗi vận chuyển electron chuyền ngược hướng nhờ động lực proton ATP, nghĩa electron di chuyển từ chất cho với khử dương tới chất nhận (NAD+) với khử âm (Theo: Prescott cs, 2005)  Phosphoryl hoá vòng dạng quang hợp, dạng phần lớn vi khuẩn quang hợp, hiệu lượng trình (khoảng 25 kcal/M) b Dòng Cacbon - Sắc tố quang hợp: Bacteriocholorophyll - Các chất cho electron quang hợp chất hữu - Không sản sinh O2 - Các sản phẩm sơ cấp chuyển hóa luợng: ATP - Nguồn carbon chất hữu Để tổng hợp NADH NADPH vi khuẩn tía phải sử dụng chất cho electron hợp chất hữu chất khử âm nước dễ oxy hoá (nghĩa chất cho electron tốt hơn) Cuối cùng, vi khuẩn tía chứa sắc tố quang hợp khác gọi bacteriocholorophyll, nhiều số chúng có điểm cực đại hấp thu bước sóng dài Các bacteriocholorophyll a b có đỉnh cực đại ête 775 790 nm Đỉnh cực đại in vivo bacteriocholorophyll a khoảng 830- 890 nm bacteriocholorophyll b 1020-1040 nm Sự chuyển dịch cực đại hấp thu vào vùng hồng ngoại giúp cho vi khuẩn thích ứng tốt với ổ sinh thái Hợp chất hữu Ánh sáng, Dl, PSI (CH2O)n + Chất hữu oxy hóa ( omega3,6,7…) V.Khả sử dụng vi sinh vật quang dị dưỡng sinh omega làm thực phẩm chức + Thực phẩm chức (TPCN) thực phẩm (hoặc sản phẩm) dùng để hỗ trợ (phục hồi, trì tăng cường) chức phận thể, có tác dụng dinh dưỡng, tạo cho thể tình trạng thoải mái, tăng sức đề kháng giảm bớt nguy bệnh tật” - Hiện có nhiều sản phẩm chức omega chiết từ nguồn gốc động vật thực vật, …Hàm lượng axit béo cần thiết thực vật động vật thấp nhiều so với loài vi sinh vật quang dị dưỡng + Tuy vi sinh vật có kích thước nhỏ bé chúng lại có đặc điểm đặc biệt - Khả hấp thu chuyển hoá vượt xa sinh vật khác - Sinh trưởng nhanh, phát triển mạnh - Khả thích nghi cao - Phân bố rộng, chủng loại nhiều Đặc biệt có số loài có khả tổng hợp axit béo không thay (omega 3, 6, ) có nhiều vai trò quan trọng mà người tự tổng hợp  Vì khả sử dụng vi sinh vật quang dị dưỡng sinh omega làm thực phẩm chức có triển vọng Cá dầu cá nguồn chủ yếu cung cấp PUFAs vấn đề an toàn đặt khả tích lũy Polychlorinated biphenyls dioxin, kim loại nặng Hơn ứng dụng dầu cá dạng thực phẩm bổ sung bị giới hạn vấn đề liên quan tới mùi vị khó chịu, tính ổn định mặt oxi hóa Đối với ứng dụng định, dầu cá lại không phù hợp diện hỗn hợp nhiều loại axit béo Vì PUFAs tìm thấy cá ăn vi tảo đại dương nên theo cách logic vi tảo coi nguồn tiềm để sản xuất PUFAs Theo chuyên gia, thị trường thực phẩm chức bán nhiều loại dầu sinh học có nguồn gốc từ vi tảo, dành cho trẻ em người ăn kiêng Tuy nhiên, sản phẩm thực phẩm chức có chứa axit béo ω-3 ω-6 có mặt Việt Nam nhập ngoại chủ yếu sản xuất từ cá, từ thực vật hạn chế  Vi tảo biển nguồn cung cấp ω-3 PUFA với số ưu điểm sau: - Nuôi cấy vi tảo biển dị dưỡng cách dễ dàng hệ thống lên men nên sản xuất dầu quanh năm, không phụ thuộc vào mùa vụ, nhiệt độ không sử dụng ánh sáng mặt trời - Quá trình nuôi trồng kiểm soát đảm bảo chất lượng sản phẩm theo mong muốn; đạt mật độ tế bào cao, suất lên 100 g khô/l sử dụng kĩ thuật lên men sử dụng rộng rãi cho việc nuôi trồng - Hàm lượng axit béo đơn giản tốc độ tăng trưởng cao hơn; nuôi trồng VTB quang tự dưỡng hệ thống bể hở sử dụng đất phi nông nghiệp nguồn nước thải không phù hợp cho sản xuất nông nghiệp - Vi tảo cung cấp nguồn tài nguyên không ô nhiễm đầy hứa hẹn cho công nghệ sinh học công nghệ sinh học sản xuất LC-PUFA (long chain – PUFAs) để thay cho loại dầu cá truyền thống  Kế thừa kết nghiên cứu trước xây dựng tập đoàn giống vi tảo biển dị dưỡng sàng lọc chủng tiềm cho sản xuất Omega-3 PUFAs phòng công nghệ tảo, nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ sinh học (Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam) nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thành công dòng sản phẩm chức giàu DHA, EPA, DPA từ chủng vi tảo biển đặc hữu Việt Nam + Việt Nam nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thành công dòng sản phẩm chức từ vi tảo biển - Theo đó, nhóm nghiên cứu 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 omega-6 (ω-3 ω-6) (DHA, EPA, DPA) Nhóm tiếp tục tiến hành tách chiết làm giàu hỗn hợp axit béo ω-3 ω-6 dạng methyl ester Đồng thời, tối ưu hóa trình làm giàu hỗn hợp axit béo ω-3 ω-6 dầu tảo phương pháp tạo phức với urê Sau phân tích đánh giá chất lượng hỗn hợp axit béo ω-3 ω-6 thu được, nhóm tiến hành nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất viên nang mềm thực phẩm chức từ hỗn hợp axit béo ω-3 ω-6 [7] TÀI LIỆU THAM KHẢO Hoàng Thị Lan Anh (2014) Nghiên cứu số đặc điểm sinh học khả ứng dụng chủng vi tảo biển dị dưỡng Schizichytriummangrovei PQ6 Luận án tiến sĩ, Viện công nghệ sinh học Hoàng Thị Lan Anh, Nguyễn Thị Minh Thanh, Đặng Diễm Hồng (2009) Tách chiết tinh acid béo không bão hòa từ sinh khối vi tảo biển dị dưỡng Schizochytriummangrovei PQ6 Tạp chí công nghệ sinh học Đặng Diễm Hồng, Hoàng Minh Hiền, Hoàng Sỹ Nam, Hoàng Lan Anh, Ngô Hoài Thu, Đinh Khánh Chi (2007) Nghiên cứu trình sinh tổng hợp DHA từ loại vi tảo biển dị dưỡng Labyrinthula, Schizochytrium ứng dụng Tạp chí Khoa học Công nghệ 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 baocongthuong.com.vn/thu-nghiem-thanh-cong.htm http://voer.edu.vn/c/quang-hop/7da56961/e097529d https://en.wikipedia.org/wiki/Omega-3_fatty_acid http://viendinhduong.com/omega-7 [...]... 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 (2 014 )... 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 (20 01) , đã cho thấy Thraustochytrium sp có chứa 52% DHA so với axit béo tổng số tổng các axit béo mạch dài như DHA, AA,... 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. .. ở Thraustochytrium sp ATCC 2 618 5 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 12 và ω -3 desaturase Động vật... năng suất có thể lên trên 10 0 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... 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... vật có vú thiếu hoạt tính của enzyme 12 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... 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 (20 07) Nghiên cứu về quá trình sinh tổng hợp DHA từ các loại vi tảo biển dị dưỡng mới Labyrinthula, Schizochytrium... 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. .. 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 ... thích nghi cao - Phân bố rộng, chủng loại nhiều Đặc biệt có số loài có khả tổng hợp axit béo không thay (omega 3, 6, ) có nhiều vai trò quan trọng mà người tự tổng hợp  Vì khả sử dụng vi sinh vật... đầy hứa hẹn cho công nghệ sinh học công nghệ sinh học sản xuất LC-PUFA (long chain – PUFAs) để thay cho loại dầu cá truyền thống  Kế thừa kết nghiên cứu trước xây dựng tập đoàn giống vi tảo