Bộ môn Công nghệ Sinh học - Thực phẩm
Trong thời gian dịch bệnh Covid – 19 đang hoành hành khắp mọi nơi. Các bác sĩ đưa ra lời khuyên nên bổ sung Vitamin C nhằm hỗ trợ hệ miễn dịch, tăng khả năng đề kháng của cơ thể trước vi rút SARS-CoV-2. Đặc biệt đối với người dân đã được tiêm phòng 1 mũi vaccine Astrazeneca để ngăn ngừa Covid-19 lây lan trong cộng đồng, có các tác dụng phụ như sốt nhức đầu, đau nhức cơ thể. Các bác sĩ khuyên nên dùng nhiều nước cam để hỗ trợ cơ thể trong các tác dụng phụ sau khi tiêm vaccine [1].
Nước cam ở đây là nước được vắt từ trái cam tươi, thành phần chính của nước cam là Vitamin C và một số chất khoáng [2]. Vitamin C là Acid Ascorbic (2,3-didehydro-l-threohexano-1,4-lactone) hay còn gọi là L – Ascorbic Acid. Vitamin C được chiết xuất hóa học lần đầu năm 1928. Do là dẫn xuất từ đường 6 Cacbon nên ban đầu Vitamin C được phân vào nhóm Acid Hexuronic.
Vào thời trung cổ và cổ đại, có một loại bệnh gọi là Scorbut (scurvy). Biểu hiện bệnh Scorbut (scurvy) là chảy máu cam, khô môi, nút nẻ da hoặc suất huyết dưới da tạo các vết thâm đen. Bệnh này rất phổ biến với các thủy thủ phải lênh đênh nhiều tháng trên biển, sống trong tình trạng khan hiếm trái cây và rau quả tươi [3]. Năm 1932, Charles Glen King (1896 – 1988), đã chứng minh được Vitamin C có khả năng chống bệnh Scurvy. Sau đó, ông đặt tên Vitamin C là Acid Ascorbic theo đó Ascorbic thể hiện đặc trưng chống bệnh scurvy của vitamin C (anti-scorbutic). Từ đó, Acid Ascorbic là tên gọi phổ biến của Vitamin C [4].
Hình 1. Cấu trúc hóa học của Vitamin C hay Acid Ascorbic. Công thức phân tử của Vitamin C là C6H8O6.
Hình 2. Trong tự nhiên Vitamin C tồn tại dưới dạng L – Ascorbic acid. Đồng phân D – Ascorbic acid không phải là dạng tự nhiên mà chỉ có thể tạo thành từ tổng hợp hóa học. Chưa có chức năng sinh học nào của D – Ascorbic acid được phát hiện.
Trong tự nhiên, Vitamin C được sinh tổng hợp chủ yếu trong thực vật lá xanh. Ngoài Cam, Vitamin C còn được tìm thấy nhiều trong vải, dâu tây, chanh và các loại rau lá xanh [5]. Vitamin C được sinh tổng hợp từ D – Glucose, qua con đường sinh tổng hợp Glucuronic Acid.
Hình 3. Sinh tổng hợp Vitamin C (Acid Ascorbic) trong thực vật.
Ngoài thực vật lá xanh, các loài động vật như thú có vú, nhóm lưỡng cư, bò sát, một số họ chim cũng có khả năng sinh tổng hợp Vitamin C. Tuy nhiên, việc sinh tổng hợp Vitamin C ở động vật có hiệu quả thấp. Lý do vì quá trình sinh tổng hợp Vitamin C trong động vật diễn ra chung với quá trình đường phân. Các enzyme tham gia phản ứng nằm ở gan và thận động vật. Chiếm tỷ lệ nhỏ hơn nhiều so với các hoạt động của hệ vi sinh vật đường ruột. Trong khi tới thời điểm hiện nay, không có bằng chứng cho thấy Vitamin C được tổng hợp từ vi sinh vật đặc biệt là hệ vi sinh vật đường ruột [6].
Con người không thể tự tổng hợp Vitamin C. Vì thế, chúng ta cần bổ sung Vitamin C từ nguồn thực phẩm. Nguồn Vitamin C có hoạt tính cao nhất là bổ sung trực tiếp từ các loại rau, củ, quả, trái cây tươi.
Lợi ích lớn nhất của Vitamin C đối với sức khỏe con người là chất chống oxi hóa. Vitamin C đóng vai trò là chất khử các gốc tự do. Trong điều kiện bình thường, Acid Ascorbic có tính acid, trong môi trường dung dịch sẽ điện ly thành ion Ascorbate.
Thế Oxh – khử hay còn gọi là điện thế Oxh – khử (Oxidation Reduction Potential) là khả năng một chất hóa học cho hoặc nhận điện tích (electron) trong hệ thống phản ứng Oxh – khử. Thế Oxh – khử càng thấp, năng lượng cần cung cấp để 1 electron có thể tách ra khỏi phân tử hóa học càng thấp, hệ thống phản ứng Oxh – khử càng dễ xảy ra [7].
Thế Oxi hóa (Oxh) – khử của ion Ascorbate thấp, trong khoảng 0.06 ÷ 0.1 V. Do đó, Ion Ascorbate dễ dàng phản ứng với các gốc tự do và trải qua quá trình oxy hóa đơn điện tử để tạo ra các chất trung gian kém phản ứng, gốc Ascorbyl. Kết thúc phản ứng, Vitamin C (Acid Ascorbic) trở thành Acid Dehydroascorbic (dạng Acid Ascorbic mất ion H+). Bằng cách này, Vitamin C làm giảm nồng độ các gốc tự do trong tế bào, đóng vai trò là chất chống Oxh [8].
Hình 4. Khả năng khử gốc tự do của Ion Ascorbate.
Do tính dễ phản ứng, Ion Ascorbate còn đóng vai trò là chất nền hoạt động cùng các enzym trong chuỗi chuyển điện tử, liên quan đến quá trình sinh tổng hợp collagen, hormone peptide, carnitine, tyrosine, catecholamine, và steroid [9]. Do đó, Vitamin C, có mặt trong hầu hết các hoạt động sinh tổng hơp quan trọng của cơ thể.
Bảng 1. Vai trò chất nền của Vitamin C trong các hoạt động sinh tổng hợp của cơ thể
Vitamin C tham gia quá trình sinh tổng hợp Dopamine, là một chất dẫn truyền xung thần kinh trong quá trình tái tạo tế bào mới, và giảm đau. Do đó, Vitamin C gián tiếp giúp cho việc chữa lành các thương tổn tế bào, hỗ trợ sức khỏe con người trong thời điểm cơ thể bị suy nhược [10].
Hình 5. Vai trò của Vitamin C trong quá trình sinh tổng hợp Dopamine.
Vitamin C còn đóng vai trò giảm sự Oxh ion Fe3+ thành Fe2+ trong quá trình sinh tổng hợp hemoglobin tạo hồng cầu, kiểm soát sự thiếu máu ở các bệnh nhân mãn tính [11]. Với các lợi ích kể trên, Vitamin C được khuyến cáo sử dụng để giúp cơ thể tăng cường hệ miễn dịch, đặc biệt là trong thời gian dịch bệnh covid 19 đang hoành hành như hiện nay. Tuy nhiên, chúng ta cũng cần lưu ý rằng, nếu tiêu thụ quá nhiều Vitamin C trong ngày có thể gây sỏi thận. Theo Ferraro và cộng sự (2016), Vitamin C có khả năng gây sỏi thận ở nam giới với liều dùng trên 700 mg/ngày, nhưng không có ảnh hưởng đáng kể ở nữ giới [12].
Ngoài ra, còn có các lo ngại cho rằng sử dụng nhiều Vitamin C có thể gây độc đối với cơ thể. Tuy nhiên, các bằng chúng cho các lo ngại như trên (độc tính của Vitamin C) hiện còn khá mơ hồ và chưa được chứng minh (ngoại trừ khả năng gây sỏi thận ở nam). Một trong các nguyên nhân đảm bảo tính an toàn của Vitamin C với cơ thể người đó là khả năng đào thải qua đường tiểu. Ở người, không giống như các loài động vật khác, Acid Ascorbic (Vitamin C) trong thức ăn được chuyển hóa thành Acid Oxalic. Acid Oxalic được cơ thể bài tiết dưới dạng muối Canxi Oxalate hoặc qua đường nước tiểu. Theo Robitaille và cộng sự (2009), Oxalat được bài tiết qua nước tiểu mỗi ngày với tỷ lệ có thể lên tới 80%. Nghiên cứu cho thấy với liều tiêm vào tĩnh mạch 100 mg Acid Ascorbic ghi nhận nồng độ Oxalat trong nước tiểu đạt mức 80 mg. Cũng theo nhóm nghiên cứu, chỉ có dưới 0.5% Acid Ascorbic ghi nhận còn lưu trữ trong cơ thể [13].
Một số lo ngại cho rằng việc sử dụng nhiều Vitamin C có thể gây ức chế trong việc hấp thụ các loại Vitamin phổ biến trong thực vật khác. Cụ thể, nồng độ liều cao Vitamin C có thể là nguyên nhân gây ức chế hấp thụ Vitamin B12, một loại Vitamin phổ biến trong ngũ cốc. Tuy nhiên, các nghiên cứu ảnh hưởng của Vitamin C lên độ ổn định của Vitamin B12 đã bác bỏ luận cứ này, theo đó không có bằng chứng cho thấy Vitamin C gây ra sự phá hủy, hoặc ức chế sự hấp thụ Vitamin B12 trong chế độ ăn [14].
Do đóng vai trò hỗ trợ quá trình tạo hồng cầu, các lo ngại cho rằng Vitamin C có thể gây ra hiện tượng tích tụ sắt trong cơ thể và có thể gây ra nhiễm độc sắt. Theo Gerster (1999), quá trình sinh tổng hợp sắt và kiểm soát sự thiếu máu của cơ thể là một quá trình phức tạp, và ngay cả khi hấp thụ nhiều Vitamin C cũng không làm mất cân bằng sắt ở những người khỏe mạnh, không có khả năng gây các bệnh liên quan huyết sắc tố [15].
Tóm lại, việc sử dụng Vitamin C là an toàn cho cơ thể. Ngoại trừ khả năng gây sỏi thận ở nam giới, Vitamin C hay Acid Ascorbic không có bất kỳ tác dụng phụ nào đối với cơ thể được ghi nhận tới thời điểm hiện nay. Liều sử dụng Vitamin C hợp lý được khuyến cáo là 300 – 500 mg / ngày đối với nam và nữ trưởng thành [1]. Trong thời gian dịch bệnh Covid 19 đang hoành hành như hiện nay, việc bổ sung Vitamin C qua dạng thực phẩm phổ biến là nước cam vừa có tác dụng giải khát mùa nóng, vừa hỗ trợ hệ miễn dịch của cơ thể.
Tài liệu tham khảo
1. Bổ sung vitamin c mùa dịch corona như thế nào cho đúng? | Bệnh viện Hoàn Mỹ Sài Gòn (hoanmysaigon.com)
2. 17 Công Dụng Của Nước Cam Cho Cơ Thể & Cách Uống Đúng (thuocdantoc.org)
3. Vitamin C - Rối loạn dinh dưỡng - Cẩm nang MSD - Phiên bản dành cho chuyên gia (msdmanuals.com)
4. Carpenter, K. J. (2004). The Nobel Prize and the discovery of vitamins. Nobelprize. org.
5. Thực phẩm giàu vitamin C (vfa.gov.vn)
6. Glucuronic Acid - an overview | ScienceDirect Topics
7. Giáo Trình Hóa Phân Tích. Hồ Thị Yêu Ly, NXB ĐHQG HCM, 2019.
8. Timoshnikov và cộng sự (2020). Redox interactions of vitamin C and iron: Inhibition of the pro-oxidant activity by deferiprone. International Journal of Molecular Sciences, 21(11), Tr: 3967.
9. Padayatty và cộng sự (2016). Vitamin C: the known and the unknown and Goldilocks. Oral diseases, 22(6), tr: 463-493.
10. May và cộng sự (2013). Ascorbic acid efficiently enhances neuronal synthesis of norepinephrine from dopamine. Brain research bulletin, 90, tr: 35-42.
11. Finkelstein và cộng sự (2011). Hemoglobin and plasma vitamin C levels in patients on peritoneal dialysis. Peritoneal dialysis international, 31(1), Tr: 74-79.
12. Ferraro và cộng sự (2016). Total, dietary, and supplemental vitamin C intake and risk of incident kidney stones. American Journal of Kidney Diseases, 67(3), tr: 400-407.
13. Robitaille và cộng sự (2009). Oxalic acid excretion after intravenous ascorbic acid administration. Metabolism, 58(2), tr: 263-269.
14. Newmark và cộng sự (1976). Stability of vitamin B12 in the presence of ascorbic acid. The American Journal of Clinical Nutrition, 29(6), 645-649.
15. Gerster. (1999). High-dose vitamin C: a risk for persons with high iron stores?. International journal for vitamin and nutrition research, 69(2), Tr: 67-82.
ThS. Lâm Đức Cường (Khoa Kỹ thuật - Công Nghệ, Trường Đại học Văn Hiến)