VITAMIN B2 (RIBOFLAVIN)
Riboflavin (vitamin B2) là một phần của vitamin nhóm B. Nó là thành phần trong tâm của các cofactors FAD và FMN và cần thiết cho sự đang dạng trong các phản ứng của enzyme flavoprotein bao gồm hoạt động của các vitamin khác. Trước đây được biết như là vitamin G.
Ribofalvin là một chất có màu váng cam với độ hòa tan kém trong nước. Chúng được biết đến nhiều nhất vì nó cung cấp màu sắc từ bổ sung vitamin và màu vàng từ nước tiểu của người sử dụng.
Tên “riboflavin” xuất phát từ “ribose” (các loại đường dạng khử, ribitol, tạo thành cấu trúc của nó) và “flavin”, dạng bán vòng phồ biến là màu vàng của các phân tử bị oxy hóa (flavus trong tiếng Latin “vàng”). Các dạng xảy ra trong quá trình chuyển hóa cùng với việc bị oxy hóa thì không có màu.
1. CHỨC NĂNG
Các hình thức hoạt động là Flavin mononucleotide (FMN) và flavin adenine dinucleotide (FAD) có chức năng như là cofactors cho một loạt các phà ứng của enzyme flavoprotein:
-Flavoproteins trong chuỗi truyền điện tử, bao gồm cả FMN trong Complex I và FAD trong Comples II.
-FAD cần thiết cho việc sản xuất axid pyridoxit từ pyridoxal (vitamin B6) bằng pyridoxine 5’-phosphate oxidase.
-Các dạng coenzyme của vitamin B6 (pyridoxal phosphate) thì phụ thuộc FMN.
-Quá trình oxy hóa của pyruvate, α-ketoglatarate và các chuỗi amino acids phân nhánh đòi hỏi FAD ở phần E3 chia sẽ phức hợp dehydrogenase của mình.
-Làm giàu acyl CoA dehydrogenase đòi hỏi FAD trong quá trình oxy hóa acid béo.
-Fad cần thiết để chuyển đổi retinol (vitamin A/) thành retinoic acid thông qua cytosolic dehydrogenase trong võng mạc.
-Tổng hợp các dạng hoạt động của folate (5-methylenetetrahydrofolate) từ 5,10-methylenetetrahydrofolate bởi methylenetetrahydrofalate redutase thì phụ thuộc FADH2.
-FAD cần thiết trong quá trình chuyển đổi tryptophan thành niacin (vitamin B3).
-Giảm các dạng oxy hóa của glutathione (GSSG) từ các mẫu giảm của nó (GSH) bằng Glutathione reductase thì phụ thuộc FAD.
Bằng các hoạt động của cơ chế phân tử có thể thấy các chức năng chính của Flavin mononucleotide (FMN) và flavin adenine dinucleotide (FAD).
2. DINH DƯỠNG
a. Nguồn thực phẩm
Nguồn riboflavin từ sữa, pho mát, rau ăn lá, gan, thận, các loại đậu, nấm men, nấm và hạnh nhân.
Chiết xuất cao nấm men được cho là rất giàu vitamin B2. Ngũ cốc có chứa nồng độ tương đối thấp flavin nhưng là nguồn quan trọng trong những nơi xem ngũ cốc là thức ăn chính.
Xay xát ngũ cốc sẽ làm giảm đáng kể (đến 60%) vitamin B2, vì vậy bột mì trắng được làm giáu ở một số nước như Mỹ bằng cách bổ sung them các vitamin. Việc làm giàu bánh mì và ngũ cốc ăn sang để góp phần đáng kể vào chế độc ăn uống chứa vitamin B2. Gạo xay xát thường không được làm giàu, bởi vì màu vàng của vitamin sẽ làm cho gạo mất đánh giả cảm quan nên thường không có khả năng tiêu thụ lớn. Tuy nhiền, hầu hết các flavin trong gạo nâu thường được giữ lại toàn bộ nếu gạo được hấp trước khi xay xát. Quá trình này khiến cho các flavin trong mầm và lớp Aleurone chuyển vào trong nội nhũ. Riboflavin tự do có tự nhiên trong thực phẩm cùng với FMN liên kết protein và FAD. Sữa bò cúa chứ flavin chủ yếu ở dạng tự do, với một phần nhỏ là FMN và FAD. Trong sữa nguyên chất, 14% các flavin bị hạn chế việc không đồng hóa từ các dạng protein cụ thể. Lòng trắng trừng và long đỏ trứng chứa các riboflavin chứa protein chuyên biệt, việc này cần thiết cho việc lưu trử của riboflavin tự do trong trứng để sử dụng cho phát triển phôi thai.
Chúng được sử dụng trong các thực phẩm em bé, ngũ cốc ăn sang, mì, nước sốt, pho mát chế biến, đồ uống, các sản phẩm giàu vitamin từ sữa và một số nước tăng lực. Rất khó để kết hợp riboflavin với các sản phẩm chất long vì khả năng hòa tan kém trong nước, do vậy chúng ta cần riboflacin – 5’ – phosphate (E101a), một dạng hòa tan của riboflavin. Riboflavin cũng 9du7o75c sử dụng như chất tạo màu thực phẩm và được cấp pháp tại châu Âu.
Riboflavin nhìn chung ổn định trong quá trình xử lý nhiệt và nấu ăn thông thường các loại thực phẩm nếu ánh sáng được loại trừ. Riboflavin không ổn định trong môi trường kiềm thường hiếm gặp trong thực phẩm. Riboflavin bị tiêu hủy trong sữa có thể xảy ra từ từ trong bóng tối khi bảo quản sữa trong tủ lạnh.
b. Chỉ số tiêu thụ
Kiến nghị mới nhất của RDA (1998) về vitamin B2 tương tự như RDA (1989), đối với người lớn, đề nghị tối thiểu là 1,2 mg cho người có lượng calories thiêu thụ >2000 Kcal. RDAs hiện tại đối với riboflavin cho nam giới trưởng thành và phụ nữ là 1,3 mg/ngày và 1,1 mg/ngày; trung bình ước tính cho nam giới và phụ nữ là 1,1 mg và 0,9 mg. Đối với phụ nữ đang mang thai và phụ nữ cho con bú là 1,4 mg và 1,6 mg. Đối với trẻ sơ sinh, RDA là 0,3 – 0,4 mg/ngày và cho trẻ em là 0,6 – 0,9 mg/ngày.
3. THIẾU HỤT
a. Dấu hiệu và triệu chứng
Ở người
Thiếu hụt riboflavin (còn gọi là ariboflavinosis) gây ra viêm miệng bao gồm triệu chứng lưỡi đau, đỏ, viêm họng, nứt nẻ, đôi khi nứt môi, và viêm trong các góc của miệng. Có thể phát ban nhờn có vảy trên bìu, âm hộ, nhân trung môi, hay trên những nếp gấp trên mặt. Mắt bị ngữa, chảy nước mắt, đỏ và nhạy cảm với ánh sáng. Do ảnh hưởng đến việc hấp thụ sắt, thiếu riboflavin gây ra thiếu máu khi kích thước tế bào bình thường và cấu trúc hemoglobin bình thường. Khác với bệnh thiếu máu do thiếu acid folic (B9) hoặc cyanocobalamin (B12), gây thiếu máu với tế bào máu lớn. Thiếu riboflavin trong mang thai có thể gây dị tật bẩm sinh bao gồm dị tất tim bẩm sinh và dị tật chân tay.
Các triệu chứng viêm miệng tương tự như ở bệnh nứt da, bị gây ra bởi thiếu hụt niacin (B3) Vì vậy, thiếu riboflavin đôi khi được gọi là bệnh nứt da nhưng không có vết nứt, vì nó gây ra viêm miệng nhưng không phổ biến rộng rãi các tổng thương da ngoại vi đặc trưng của thiếu hụt niacin.
Thiếu hụt riboflavin có liên quan đến ung thư, và đã được chú ý để kéo dài thời gian phụ hồi bệnh sốt rét, mặc dù ngăn ngừa sự phát triển của plasmodium.
Ở động vật khác
Ở các động vật khác, thiếu riboflavin gây ra việc kém phát triều, không thể phát triển mạnh và cuối cùng dẫn đến cái chết. Thí nghiệm về thiếu hụt riboflavin ở chó dẫn đến sự chậm phát triển, suy nhược, không có khả năng đừng. Các loài đột vật sẽ bị suy sụp, hôn mê và chết. Trong tình trạng thiếu hụt, viêm da phát triển kèm theo rụng long. Các dấu hiệu khác bao gồm mở đục giác mạc, đục thủy tinh thể dạng thấu kinh, tuyến thượng thận xuất huyết, thoái hóa mỡ ở thận và gan, viêm màng nhầy ở đường tiêu hóa. Nghiên cứu giải phẩu ở khỉ Rhesus khi cho ăn một chế động ăn uống thiết riboflavin cho thấy chỉ khoảng 1/3 lượng riboflavin trung bình có mặt ở gan, mà gan cơ quan lưu trữ riboflavin chính ở động vật có vú. Thiếu riboflavin ở chim cho tỷ lệ nở trứng thấp.
b. Nguyên nhân
Riboflavin được đào thải liên tục trong nước tiểu ở người khỏe mạnh, điều này thông thường sẽ làm thiết hụt ở người có chế độ ăn uống thiếu chất dinh dưỡng. Thiếu hụt riboflavin thường xảy ra chung với sự thiếu hụt các chất dinh dưỡng khác, đặc biệt là các vitamin tan trong nước. Sự thiếu hụt riboflavin có thể đến từ việc chế độ ăn uống nghèo nàn vitamin của một người, hay nguyên nhân thứ cấp có thể là một phần phu thuộc vào khả năng hấp thụ ở ruột, cơ thể không có khả năng sử dụng vitamin hoặc tăng sự bài tiết vitamin ra khỏi cơ thể. Trên lâm sang cũng ghi nhận được ở những phụ nữ uống thuốc ngừa thai, ở người già, người bị rối loạn ăn uống, nghiện rượu mãn tính và mắc bệnh HIV, viêm đại tràng, bệnh tiểu đương và bệnh suy tim mãn tính. Liệu pháp điều trị bằng ánh sáng để điều trị vàng da ở trẻ sơ sinh cũng có thể gây gia tăng sự thoái hóa riboflavin, dẫn đến sự thiếu hụt nếu không được giám sát chặt chẽ.
c. Điều trị
Biện pháp điều trị hiệu quả bao gồm một chế độ ăn uống đầy đủ và bổ sung riboflavin ở dạng thực phẩm chức năng.
4. MỤC ĐÍCH Y HỌC
Ribiflavin đã được sử dụng trong một số tình huống lâm sàng và điều trị. Trong hơn 30 năm, bổ sung riboflavin đã được sử dụng như một phần của liệu pháp điều trị bằng ánh sáng đối với bệnh vàng da ở trẻ sơ sinh. Ánh sáng chiếu xạ ở trẻ sơ sinh không chỉ phá vỡ bilirubin, các độc tố gây chứng vàng da mà còn xảy ra tự nhiên với riboflavin trong máu trẻ sơ dinh, việc bổ sung them là điều rất cần thiết.
Một thử nghiệm lâm sang cho thấy sử dụng riboflavin ở liều cao thực sự có kết quả khi điều trị đơn độc hoặc kết hợp cùng với beta-blocker trong việc ngăn ngừa chứng đau nửa đầu. Một liều 400mg hằng ngày đem lại điệu quả đồi với chừng đau nửa đầu, đặc biệt khi kết hợp bổ sung với magnesium citrate 500mg, và trong một số trường hợp, bổ sung them coenzyme Q10. Tuy nhiên, hai nghiên cứu lâm sang khác lại không tìm thấy bất kỳ kết quả nào đáng kể về hiệu quả của B2 trong điều trị đau nửa đầu.
Riboflavin kết hợp với ánh sáng UV đã chứng minh là có hiệu quả trong việc làm giảm khả năng của mầm bệnh có hại được tìm thấy trong các sản phẩm máu để gây bệnh. Khi ánh sáng tia cực tím được áp dụng cho các sản phẩm máu có chưa riboflavin, các axid nucleic trong các mầm bệnh bị tổn thương khiến chúng không thể tái tạo và gây bệnh. Riboflavin kết hợp xử lý bằng UV đã được chứng minh là có hiệu quả trong việc bất hoạt các mầm bệnh trong tiểu cầu và huyết tương, và đang được phát triển cho toàn bộ các thành phần màu. Bởi vì tiểu cầu và các tế bào máu đỏ không chứa một hạt nhân (tức là không có DNA hư hỏng) kỹ thuật này rất phù hợp để phá hủy các axid nucleic mang mầm bệnh (bao gồm virus, vi khuẩn, ký sinh trùng, và các tế bào máu trắng) trong sản phẩm máu.
5. MỤC ĐÍCH CÔNG NGHIỆP
Bởi vì riboflavin là huỳnh quang dưới tia UV nên giải pháp pha loãng (0,015 – 0,025% w/w) thường được sử dụng để phát hiện rò rỉ hoặc chứng minh sự vi phạm an toàn trong hệ thống công nghiệp như bể pha trộn hóa chất, phản ứng sinh học.
6. ĐỘC TÍNH
Ở người, chưa có bằng chứng về độc tính của riboflavin khi sử dụng quá nhiều, bởi vì độ hòa tan thấp đã giúp giữ nó khỏi bị hấp thụ một lượng nguy hiểm trong đường tiêu hóa. Ngay cả khi 400mg riboflavin mỗi ngày được uống bởi các đối tượng nghiên cứu trong 3 tháng để điểu tra hiệu quả của riboflavin trong ngăn ngừa đau nửa đầu, không cí tác dụng phục ngắn hạn nào được báo cáo. Mặc dù liều độc có thể quản lý khi tiêm phòng, bất kỳ dư thừa dinh dưỡng đều được bài tiết qua nước tiểu, khi đó nước tiểu có màu vàng tươi khi thừa riboflavin trong máu.
7. TỔNG HỢP CÔNG NGHIỆP
Các quy trình công nghệ sinh học khác nhau đã được phát triển trên quy mô công nghiệp trong việc sinh tổng hợp riboflavin bằng cách sử dụng các vi sinh vật khác nhau bao gồm cả nấm sợi như: Ashbya gossypii,Candida famata và Candida flaveri, cũng như các vi khuẩn ammoniagenes và Bacillus subtilis, Corynebacterium. Những vi sinh vật sau này được biến đổi gen để gia tăng sản xuất riboflavin và cả một loại kháng sinh (ampicillin đánh dấu, bây giờ đã được sử dụng thành công ở quy mô thương mại để sản xuất riboflavin cho thực phẩm chức năng. Các công ty hóa chất như BASF đã lắp đặt một nhà máy ở Hàn Quốc, chuyên sản xuất riboflavin bằng Ashbya gossypii. Nồng độ riboflavin trong những thay đổi của họ khá cao, các sợi nấm có màu đỏ, màu nâu và tích lũy riboflavin dưới dạng tinh thể trong không bào, cuối cùng se phá vỡ các sợi nấm để thu nhận riboflavin. Riboflavin đôi khi sản xuất vượt mức, sẽ có một cơ chế bảo vệ do vi khuẩn nhất định hiện diện khi nồng độ các hydrocacbon cao và các hợp chất thơm. Một trong những sinh vật này là Micrococcus luteus, chúng sẽ mọc thành khóm vàng do sự sản xuất riboflavin trong khi phát triển trên pyridine, nhưng không phải khi trồng chúng trên bề mặt khác như acid succinic.