Hóa học đằng sau củ gừng

Gừng là một loại gia vị có thể được tìm thấy phổ biến trong siêu thị và trong nhà bếp, ở dạng củ tươi hoặc ở dạng bột khô. Nó tạo thêm hương vị cay nồng cho các món ăn do một số hợp chất hóa học có trong nó. Ngoài ra, các hợp chất này bị thay đổi khi gừng được nấu chín hoặc sấy khô, tạo ra sự thay đổi về hương vị của nó. 

Một số hợp chất này cũng đã được nghiên cứu về các lợi ích sức khỏe tiềm năng, bao gồm cả hoạt động chống khối u tiềm năng. Nội dung sau đây sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về những vấn đề này. Hãy giành ít thời gian để tham khảo nhé!

Đôi nét

Theo wikipedia thì gừng (danh pháp hai phần: Zingiber officinale) là một loài thực vật hay được dùng làm gia vị, thuốc. Nó được William Roscoe đặt danh pháp chính thức năm 1807, mặc dù nó đã được các tác giả khác đặt cho một loạt các danh pháp khác từ trước đó, chẳng hạn như từ trước năm 1753 khi Carl Linnaeus đưa phân loại học thành một ngành khoa học – như Zingiber majus công bố năm 1747 của Georg Eberhard Rumphius (1627-1702), hay Amomum zingiber của chính Carl Linnaeus năm 1753.

Do là một loại cây trồng thực sự, nên nó có thể ở dạng cây trồng, cây mọc tự nhiên và cây du nhập đã tự nhiên hóa. Vì thế, nguồn gốc và sự phân bổ của quần thể tự nhiên là không rõ, dù có ý kiến cho rằng nó có thể có nguồn gốc từ Ấn Độ, Đông Himalaya hay tây nam Trung Quốc.

cay gung
Cây gừng và củ gừng. Ảnh: Internet

Gừng có lẽ có nguồn gốc là một phần của hệ thực vật mặt đất của các khu rừng nhiệt đới vùng đất thấp, nơi người ta vẫn có thể tìm thấy nhiều loài họ hàng hoang dã của nó. Trong trồng trọt, nó yêu cầu điều kiện nóng ẩm, râm mát và phát triển tốt nhất trong đất mùn màu mỡ, vì nó cần một lượng lớn chất dinh dưỡng.

Gừng có nhiều công dụng y học. Thân rễ tươi hoặc khô được sử dụng trong các chế phẩm uống hoặc bôi để điều trị một số loại bệnh, trong khi tinh dầu được dùng bôi ngoài da như một loại thuốc giảm đau. Bằng chứng cho thấy gừng có hiệu quả nhất trong việc chống lại chứng buồn nôn và nôn mửa liên quan đến phẫu thuật, chóng mặt, say tàu xe và ốm nghén.

Tuy nhiên, việc sử dụng gừng trong thời kỳ mang thai có an toàn hay không là một vấn đề đáng bàn và phụ nữ mang thai nên thận trọng trước khi dùng. Việc sử dụng gừng ngoài da có thể gây ra dị ứng.

Hóa học đằng sau

Cũng như tất cả các loại gia vị, củ gừng tươi chứa một lượng lớn các hợp chất hóa học. Trong số này, zingiberene chiếm ưu thế nhất, chiếm 30% lượng tinh dầu của rễ, trong khi những thành phần khác góp phần tạo nên hương vị đặc trưng của gừng bao gồm ß-sesquiphelandrene và ar-curcumene. 

cau truc hoa hoc cua Zingiberene
Cấu trúc hóa học của zingiberene. Ảnh: Rabbeya

Vị cay có thể là do sự hiện diện của gingerols; một trong những thủ phạm chính ở đây là hợp chất [6]-gingerol. Hóa chất đặc biệt này không quá xa so với capsaicin, hợp chất làm cho ớt có vị cay và piperine, được tìm thấy trong hạt tiêu đen.

Mặc dù đây có thể là các hợp chất chính trong gừng tươi, nhưng khi gừng được nấu chín, câu chuyện sẽ thay đổi. Khi gừng được đun nóng hoặc sấy khô, gingerols được chuyển hóa thành các hợp chất khác nhau, có thể làm thay đổi cả hương vị và vị cay. 

Việc nấu ăn tạo ra zingerone, ít hăng hơn và là đặc trưng của hương vị gừng có trong bánh gừng. Nó ít hăng hơn gingerols, dẫn đến hương vị khác với gừng tươi. Một loại hợp chất khác có thể được tạo ra bằng cách nấu hoặc sấy khô là shogaols, có độ hăng gấp đôi so với gingerols tạo ra chúng. Điều này giúp giải thích tại sao gừng khô lại có vị hăng hơn gừng tươi.

Các thành phần có hoạt tính sinh học

Gừng có nhiều thành phần hoạt tính, chẳng hạn như các hợp chất phenolic và terpene. Các hợp chất phenol trong gừng chủ yếu là gingerols, shogaols và paradols. Trong gừng tươi, gingerols là các polyphenol chính, chẳng hạn như 6-gingerol, 8-gingerol và 10-gingerol. Với quá trình xử lý nhiệt hoặc lưu trữ trong thời gian dài, gingerol có thể được chuyển đổi thành các shogaols tương ứng. Sau khi hydro hóa, shogaols có thể được chuyển thành paradols.

cau truc hoa hoc cua zingerone
Cấu trúc hóa học của zingerone. Ảnh: CHM

Ngoài ra còn có nhiều hợp chất phenol khác trong gừng, chẳng hạn như quercetin, zingerone, gingerenone-A và 6-dehydrogingerdione. Hơn nữa, có một số thành phần terpene trong gừng, chẳng hạn như β-bisabolene, α-curcumene, zingiberene, α-farnesene và β-sesquiphellandrene, được coi là thành phần chính của tinh dầu gừng. Bên cạnh đó, polysaccharid, lipid, axit hữu cơ và sợi thô cũng có trong gừng.

Hoạt tính chống oxy hóa

Người ta đã biết rằng việc sản xuất quá mức các gốc tự do, chẳng hạn như các loại oxy phản ứng (ROS), đóng một phần quan trọng trong sự phát triển của nhiều bệnh mãn tính. Người ta đã báo cáo rằng nhiều loại sản phẩm tự nhiên có khả năng chống oxy hóa, chẳng hạn như rau, trái cây, hoa ăn được, hạt ngũ cốc, cây thuốc và thảo dược gia truyền. Một số nghiên cứu đã phát hiện ra rằng gừng cũng có hoạt tính chống oxy hóa cao.

Hoạt động chống oxy hóa của gừng đã được đánh giá trong ống nghiệm thông qua khả năng chống oxy hóa khử sắt (FRAP), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) và 2,2′-azinobis- (3-ethylbenzothiazoline-6-axit sulfonic ) (ABTS). Kết quả cho thấy gừng khô có hoạt tính chống oxy hóa mạnh nhất, vì số lượng các hợp chất phenolic cao gấp 5,2-1,1- và 2,4 lần so với gừng tươi, xào và carbon hóa tương ứng.

Hoạt động chống oxy hóa của các loại gừng khác nhau có xu hướng như sau: gừng khô>gừng xào>gừng cacbon hóa>gừng tươi. Điều này chủ yếu liên quan đến hàm lượng polyphenolic của chúng. Khi gừng tươi được đun nóng, sẽ thu được gừng khô có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn, vì gừng tươi chứa hàm lượng ẩm cao hơn. Tuy nhiên, khi gừng khô được đun nóng thêm để thu được gừng xào và gừng carbon hóa, hoạt tính chống oxy hóa sẽ giảm xuống, vì quá trình chế biến có thể biến đổi gingerols thành shogaols.

Ngoài ra, một phần bột gừng khô chứa nhiều polyphenol cho thấy hoạt tính chống oxy hóa cao dựa trên dữ liệu từ FRAP, khả năng hấp thụ gốc oxy và các xét nghiệm hoạt động chống oxy hóa tế bào. Bên cạnh đó, loại dung môi chiết xuất có thể ảnh hưởng đến hoạt động chống oxy hóa của gừng. Chiết xuất từ ​​gừng trong ethanol cho thấy khả năng chống oxy hóa tương đương Trolox cao và khả năng khử sắt, và chiết xuất dạng nước của gừng thể hiện hoạt động thu gom gốc tự do mạnh mẽ và khả năng tạo chelat.

Hơn nữa, các chất chiết xuất từ ​​gừng bằng ethanol, methanol, ethyl acetate, hexan và nước tương ứng ức chế 71%, 76%, 67%, 67% và 43% quá trình oxy hóa lipoprotein mật độ thấp (LDL) của con người do Cu2+. Kết quả từ hệ thống xanthine / xanthine oxidase cho thấy chiết xuất ethyl axetate và chiết xuất dạng nước có đặc tính chống oxy hóa cao hơn so với chiết xuất etanol, dietyl ether và n-butanol.

Mối quan tâm sức khỏe

Mối quan tâm đặc biệt là các tuyên bố về sức khỏe xung quanh một số hợp chất trong gừng. Nhiều trong số này là kết luận rút ra từ các nghiên cứu với thiết kế hạn chế hoặc kích thước mẫu nhỏ, nhưng dường như có một số hứa hẹn cho các ứng dụng của các hợp chất gừng trong nhiều vấn đề sức khỏe. 

Người ta đã biết rằng một số hợp chất được tìm thấy trong gừng có đặc tính chống viêm và giảm đau; Tương tự như các loại thuốc chống viêm không steroid, gừng được biết là làm giảm sản xuất prostaglandin bằng cách ức chế các enzym giúp sản xuất chúng.

Nhiều nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy [6]-shogaol có tác dụng chống ho mạnh và có thể giúp giảm huyết áp. Ngoài ra, nó có thể có một số tác dụng chống dị ứng, vì nó đã được chứng minh là ức chế sự giải phóng histamine từ các tế bào mast, một chất hóa học có tác dụng biểu hiện như phản ứng dị ứng với chất gây dị ứng. Tác dụng chống sốt cũng đã được ghi nhận.

cau truc hoa hoc cua 6 gingerol 8 gingerol va 6 shogaol
Cấu trúc hóa học của một vài hợp chất có trong gừng. Ảnh: Navnath Gavande

Trên hết, nghiên cứu về [6]-gingerol đã gợi ý rằng nó có thể có các ứng dụng như một chất chống khối u. Trong điều kiện phòng thí nghiệm, và trên mô hình chuột bị ung thư, nó đã được chứng minh là có tác dụng chống tạo mạch; tức là, nó ngăn cản sự hình thành các tế bào máu mới. Khi các khối u yêu cầu sự phát triển của các tế bào máu mới để lây lan, [6]-gingerol có thể tỏ ra hữu ích trong việc điều trị chúng. 

Điều đáng nói là phần lớn các nghiên cứu xem xét hoạt động chống khối u của [6]-gingerol đã được thực hiện trên mô hình chuột, thay vì ở người, vì vậy mặc dù kết quả đầy hứa hẹn, vẫn còn phải xem liệu kết quả của ý nghĩa tương tự sẽ được quan sát thấy ở người. Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm trên tế bào ung thư ở người cũng cho thấy [6]-shogaol có thể ức chế sự phát triển của ung thư đối với ung thư buồng trứng.

Cuối cùng, trước khi bạn thêm nhiều gừng vào mỗi bữa ăn, hãy lưu ý rằng ăn quá nhiều có thể dẫn đến chứng ợ chua và tiêu chảy kết hợp – vì vậy có thể chỉ cần tiếp tục thưởng thức gừng đó một cách điều độ!

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khảo Wikipedia, CHM, Qian-Qian MaoCompound Interest.

Chia sẻ:
 
HHLCS

Tôi là người đam mê Hóa học và muốn chia sẻ những kiến thức này cho những người cùng sở thích, đam mê. Tôi chủ yếu xuất bản về các chủ đề liên quan đến hóa học trong cuộc sống hằng ngày.