Dược liệu qua lâu nhân (hạt của cây Trichosanthes kirilowii) từ lâu đã quen thuộc trong nhiều bài thuốc y học cổ truyền. Tuy nhiên, dưới góc nhìn của hóa học hiện đại, loại hạt này lại thu hút sự chú ý đặc biệt nhờ chứa một thành phần chất béo hiếm có mang tên axit punicic. Nhiều người thắc mắc vì sao một loại chất béo từ thực vật lại được giới công nghệ sinh học và y sinh săn đón đến vậy.

Câu trả lời nằm ở cấu trúc phân tử độc nhất vô nhị của axit punicic – một loại axit béo liên hợp nhóm omega-5 có hoạt tính sinh học mạnh mẽ, cùng tiềm năng chống oxy hóa, hỗ trợ chuyển hóa lipid đã được ghi nhận qua nhiều mô hình thử nghiệm phòng thí nghiệm [1], [2], [3].

Axit punicic là gì và vì sao được gọi là axit béo hiếm?

Chất béo trong tự nhiên đa phần tồn tại dưới các dạng bão hòa hoặc không bão hòa thông thường. Tuy nhiên, axit punicic (còn được gọi là axit trichosanic khi tìm thấy trong cây qua lâu) là một đồng phân axit linolenic liên hợp đặc biệt gồm chuỗi 18 carbon [1], [2].

Về mặt hóa học danh pháp quốc tế IUPAC, chất này được gọi là axit (Z,E,Z)-9,11,13-octadecatrienoic [2]. Phân tử của nó chứa 3 liên kết đôi liên hợp tại các vị trí carbon số 9, 11 và 13 tính từ nhóm carboxyl, với cấu hình cis-delta9, trans-delta11, cis-delta13 [1], [2]. Trong đó, 66% liên kết đôi thuộc dạng cis và 33% thuộc dạng trans [2].

Chính cấu trúc liên hợp ba này xếp axit punicic vào nhóm axit béo omega-5 quý hiếm [2]. Trong tự nhiên, hàm lượng axit punicic nói riêng và các axit béo liên hợp nói chung rất thấp, hầu như chỉ phân bố tập trung ở một số ít loài thực vật như lựu (Punica granatum) và hạt qua lâu (Trichosanthes kirilowii) [1], [4], [5].

Cơ chế sinh tổng hợp độc đáo trong hạt qua lâu nhân

Để tạo ra được cấu trúc liên hợp đặc biệt này, tế bào thực vật hạt qua lâu phải sở hữu một bộ máy enzyme chuyển hóa chuyên biệt. Các công trình nghiên cứu di truyền sinh hóa đã phân lập được đoạn cDNA mã hóa cho enzyme conjugase từ Trichosanthes kirilowii (được ký hiệu là TkFac) và từ quả lựu (PgFac hoặc PgFADX) [1], [4].

Enzyme này là một đồng đẳng của enzyme oleate desaturase và hoạt động như một enzyme kép lưỡng chức năng, vừa có hoạt tính liên hợp (conjugase) vừa có hoạt tính delta12-oleate desaturase [1], [6]. Enzyme này chịu trách nhiệm xúc tác quá trình biến đổi liên kết đôi delta-12 của axit linoleic (18:2 delta-9cis,12cis) thành hệ thống liên kết đôi liên hợp trans-delta11 và cis-delta13 [1], [6].

Bên cạnh axit linoleic thông thường, các nhà khoa học chứng minh các tiền chất khác như axit béo dạng 16:2 delta(9cis,12cis) hay 18:3 delta(9cis,12cis,15cis) cũng có thể đóng vai trò cơ chất cho enzyme này [1]. Do đó, hạt qua lâu nhân chính là nguồn lưu trữ tự nhiên quý giá của loại enzyme đặc hiệu này trong sinh giới [1], [5].

Nghiên cứu phòng thí nghiệm ghi nhận những gì?

Do hàm lượng axit béo liên hợp trong tự nhiên phân bố hạn chế, các nhà khoa học đã tiến hành hàng loạt nghiên cứu chuyển giao hệ gen và thử nghiệm sinh học để tìm hiểu vai trò của axit punicic từ qua lâu nhân và lựu:

Năm 2003, nghiên cứu công bố việc phân lập gen TkFac từ hạt qua lâu Trichosanthes kirilowii và PgFac từ quả lựu rồi biểu hiện trên cây mô hình Arabidopsis thaliana [1]. Khi đặt dưới sự kiểm soát phiên mã của promoter napin đặc hiệu cho hạt giống, hàm lượng axit punicic tích lũy đạt xấp xỉ 10% (trọng lượng/trọng lượng) tổng lượng dầu hạt [1]. Ngược lại, khi điều khiển bằng promoter 35S của virus khảm súp lơ, không có axit punicic nào được tìm thấy trong lipid của lá, chứng minh cơ chế tích lũy chọn lọc theo mô [1]. Đồng thời, khi chuyển biểu hiện sang tế bào nấm men không bổ sung axit béo ngoại sinh, nấm men đã tự tổng hợp và tích lũy được axit punicic cùng các chất béo trung gian [1].

Năm 2007, một nghiên cứu in vivo đã sử dụng cDNA mã hóa enzyme conjugase phân lập từ Trichosanthes kirilowii để tạo ra giống cải dầu biến đổi gen (GMRO) chứa axit punicic ở mức xấp xỉ 2,5% tổng lượng axit béo [5]. Nhóm nghiên cứu tiến hành thử nghiệm trên chuột đực ICR CD-1 trong 4 tuần, chia nhóm ăn chế độ dinh dưỡng chứa 10% dầu gồm: dầu hạt cải hoang dã không có axit liên hợp (RSO), dầu pha bổ sung dầu lựu 2,5% axit punicic (RSO + PO), dầu pha 5,0% axit punicic (RSO + 2PO), và dầu GMRO [5].

Kết quả cho thấy, dầu chứa axit punicic làm giảm khối lượng mô mỡ quanh thận một cách phụ thuộc vào liều, với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở nhóm RSO + 2PO [5]. Đáng chú ý, dầu GMRO mang nguồn gốc gen từ hạt qua lâu đã làm giảm trọng lượng mô mỡ tương đương mức đạt được ở nhóm RSO + 2PO dù mức axit punicic ăn vào thấp hơn [5]. Lượng triglyceride trong gan ở nhóm RSO + 2PO và GMRO giảm rõ rệt so với nhóm chứng [5]. Cả hai nhóm này đều ghi nhận sự gia tăng hoạt tính của carnitine-palmitoyltransferase tại gan và mô mỡ nâu [5]. Các kết quả này chứng minh rằng việc bổ sung axit punicic nguồn gốc từ qua lâu nhân dù ở mức khiêm tốn (0,25% trọng lượng khẩu phần) đã tác động tích cực đến chuyển hóa lipid và làm giảm khối lượng mỡ cơ thể trên động vật thí nghiệm [5].

Bên cạnh đó, các mô hình sinh học khác cũng ghi nhận tiềm năng lớn. Năm 2017, việc đưa hệ gen tổng hợp axit punicic vào nấm men Schizosaccharomyces pombe cho thấy khi biểu hiện riêng rẽ PgFADX tạo ra 19,6% axit punicic, và khi đồng biểu hiện với PgFAD2 đã nâng tỷ lệ này lên mức 25,1% tổng lượng axit béo [4]. Nghiên cứu năm 2014 trên dòng đột biến cây Arabidopsis cũng đạt tỷ lệ tích lũy 21% axit punicic [6]. Năm 2017, thử nghiệm promoter linin giúp tích lũy 13,2% [7]. Gần đây nhất, nghiên cứu năm 2024 ứng dụng nấm men Yarrowia lipolytica ghi nhận năng suất tích lũy đạt 3072,72 mg/L axit punicic (chiếm 6,19% tổng axit béo) [3].

Lợi ích chuyển hóa, chống oxy hóa và rào cản nghiên cứu

Về mặt dinh dưỡng trị liệu, các nghiên cứu xác định axit punicic sở hữu nhiều hoạt tính sinh học giá trị bao gồm chống oxy hóa, chống béo phì, kháng viêm và tiềm năng hỗ trợ giảm nguy cơ tiểu đường hay ung thư [4], [3]. Khả năng tăng cường enzyme carnitine-palmitoyltransferase giúp thúc đẩy quá trình oxy hóa chất béo trong ty thể mô mỡ nâu và gan [5].

Tuy nhiên, người tiêu dùng cần nhìn nhận rõ ràng về giới hạn của bằng chứng hiện nay. Phần lớn các dữ liệu khoa học về khả năng chống oxy hóa hay giảm béo của axit punicic mới chỉ dừng lại ở mô hình nấm men, cây chuyển gen hoặc chuột thí nghiệm trong phòng thí nghiệm [1], [4], [5]. Chưa có đầy đủ các thử nghiệm lâm sàng dài hạn trên người để khẳng định liều lượng điều trị chính xác đối với hạt qua lâu nhân hay dầu chiết xuất từ dược liệu này.

Nhạy cảm nhiệt độ: Vấn đề bảo quản và chế biến

Axit punicic là một axit béo không bão hòa đa chứa tới 3 liên kết đôi, do đó cấu trúc của nó rất kém bền dưới tác động của nhiệt độ và môi trường oxy hóa [2], [8].

Nghiên cứu công bố năm 2021 về xử lý nhiệt trên hạt cho thấy nhiệt độ làm suy giảm đáng kể lượng axit punicic tự nhiên [8]. Cụ thể, việc gia nhiệt bằng vi sóng làm giảm 7% lượng axit punicic, trong khi phương pháp chần hạt bằng nước nóng không làm thay đổi đáng kể hàm lượng axit này [8]. Một nghiên cứu khác dẫn chiếu trong báo cáo cũng chỉ ra rằng việc rang hạt ở 150 độ C trong 10 phút làm sụt giảm tới 14% axit punicic, và xử lý vi sóng 750W trong 7,5 phút làm mất 11% [8].

Điều này đồng nghĩa với việc các phương pháp chế biến nhiệt độ cao kéo dài như rang cháy, chiên xào hay đun sôi lâu có thể phá hủy cấu trúc phân tử có lợi của axit béo này.

Những ai nên thận trọng khi tiếp cận?

Mặc dù hạt qua lâu nhân là dược liệu quen thuộc, các dữ liệu chuyển hóa lipid và chống oxy hóa từ axit punicic hiện chỉ được chứng minh trên động vật gặm nhấm và nuôi cấy tế bào [1], [5].

Chưa có nghiên cứu an toàn và hiệu quả của việc bổ sung dầu giàu axit punicic liều cao trên phụ nữ mang thai, phụ nữ đang cho con bú và trẻ nhỏ. Dữ liệu khoa học hiện chỉ giới hạn trên mô hình chuột đực và các hệ thống vi sinh vật [4], [5]. Nhóm đối tượng nhạy cảm này tuyệt đối không tự ý dùng các chế phẩm cô đặc từ dầu hạt qua lâu hay thảo dược không rõ nguồn gốc.

Người đang điều trị bệnh lý gan mật, rối loạn chuyển hóa lipid hoặc đang dùng thuốc hạ mỡ máu cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi áp dụng bất kỳ sản phẩm bổ sung nào từ dược liệu để tránh tương tác không mong muốn.

Lời khuyên áp dụng trong đời sống

Đối với người dân quan tâm đến lợi ích sức khỏe từ qua lâu nhân và các nguồn chứa axit punicic:

  • Bảo toàn hoạt chất: Nên ưu tiên các sản phẩm dầu ép lạnh nguyên chất để hạn chế tình trạng oxy hóa hoặc đứt gãy liên kết đôi của axit béo không bão hòa đa [2], [8]. Tránh đun nấu ở nhiệt độ cao [8].
  • Sử dụng dược liệu: Khi dùng qua lâu nhân theo các thang thuốc Đông y, cần tuân thủ đúng liều lượng chỉ định của thầy thuốc y học cổ truyền. Hiện tại chưa có khuyến nghị về số gam hạt cụ thể để đạt nồng độ axit punicic tối ưu trên người.
  • Lối sống toàn diện: Axit punicic chỉ là một chất hỗ trợ sinh học tiềm năng. Không thể thay thế chế độ ăn uống cân bằng, tập luyện thể lực đều đặn và phác đồ điều trị y khoa chuẩn mực bằng các loại dầu hạt.

Tóm lại, axit punicic trong hạt qua lâu nhân là một axit béo omega-5 liên hợp vô cùng đặc biệt với nhiều tiềm năng chống oxy hóa và cải thiện chuyển hóa đã được chứng thực trong phòng thí nghiệm [1], [2], [5]. Tuy nhiên, người dùng cần tiếp cận thông tin một cách khoa học, thận trọng và luôn lắng nghe tư vấn từ nhân viên y tế trước khi đưa vào chế độ chăm sóc sức khỏe hàng ngày.