Vai trò dinh dưỡng chitosan thực phẩm chức PGS.TS Dương Thanh Liêm Bộ môn Dinh dưỡng Trường Đại học Nông Lâm Chitosan-Oligosaccharides Chitosan-Oligosaccharides được ly trích từ vỏ cứng của tôm cua, côn trùng Cấu tạo của chitosan là một polymer của những đường amin không độc hại Có hai dẫn xuất là chitosan và chitin, chitosan chiếm tỷ lệ cao nhất Cấu trúc hóa học của chitosan và chitin gần giống với cấu trúc của cellulose Cơ thể người và động vật không có men tiêu hóa, vi khuẩn ruột già tiêu hóa được Chitin tự nhiên Tảo (Algae) Nấm (Fungi) Nguyên sinh động vật (Protozoa) Động vật thân mềm ( Mollusca) Lớp giun đốt (Annelida) Loài tiết túc (Arthropoda) Loài giáp sát (Crustaceans) Động vật có râu (Pogonophora) Vi khuẩn (Bacteria (Rhizobia) Động vật có xương sống (Vertebrates) …… ……… Nguồn Chitin có ý nghĩa tự nhiên Tôm đồng/Cua Tôm sú Thành phần (Dựa trọng lượng khô) Chitin Protein CaCO3 Lipids 25-30% 15% 55% 2-5% Sắc tố Astaxanthin ?! 30-40 35% 30% 5-10% Nấm sợi Fungi 15-40% 5-10% Glycans 5-10% Xơ Chitin ma trận protein (Protein matrix) Chitin là 1dạng của chất xơ gắn vào xoắn ốc protein (trong loài giáp sát (crustaceans) Nguồn chitin - chitosan cho sản xuất công nghiệp Chitin-Chitosan có chứa vỏ Tôm, cua, loài giáp sát Ước tính toàn Thế giới có > 300 000 tấn/ Năm Hàm lượng Chitin vỏ giáp sát Trung bình khoảng: 5-6 % 20 000 tấn chitin-chitosan Chitin-Oligosaccharid có chứa amin-metyl Chitosan-Oligosaccharid có chứa nhóm amin Cellulose thực vật có chứa nhóm OH Nguyên lý sản xuất chitin và chitosan từ vỏ tôm cua mai mực Dùng HCl hòa tan loại bỏ Ca Dùng NaOH 8% loại protein Dùng KMnO4 A.Oxalic loại bỏ màu sản phẩm Chitin Dùng NaOH 40-50% để loại bỏ acetyl Sản phẩm Chitosan Sản xuất chế biến Chitin-Chitosan • Vỏ loài giáp sát ↓ +dd NaOH yếu loại Protein ↓ +HCl: Loại bỏ chất khoáng (CaCO3) ↓ +Nước: Rửa sạch Đưa Chitin lên giàn phơi • Làm mất bớt nước rời đưa qua bợ phận sản x́t chitosan • Hoặc trử chitin đã sấy khô dành cho sản xuất chitosan sau này http://vefur.rf.is/TAFT2003/PPtskjol/Fyrirlestrar/L70%20-%20Kristberg.pdf Sự phân lập CHITIN để chế CHITOSAN Từ chất thải vỏ loài giáp sát Vỏ loài giáp sát Vỏ lồi trùng Nấm %30-%40 protein %30-%50 CaCO3 %20-%30 chitin Bước : Loại bỏ khóang (DM : Lấy CaCO3, phosphate) Bước : Loại bỏ protein (DP: Lấy protein) Bước : Loại bỏ màu (DC: Lấy astaxanthin, sắc tố khác) Từ Chitin thu được: Bước : Khử acetylation (DA) (Lấy nhóm acetyl từ polymer) Nhận CHITOSAN Link Video Clip Thực phẩm chức của tập đoàn Tien Link Video Clip Thị trường đầy tìm với chất liệu có chứa chitin & chitosan Với chăm sóc sức khỏe: • • • • • • Thuốc chống cholesterol Làm mau lành vết thương Da nhân tạo Sử dụng làm chất liệu công nghệ sinh học Dùng chỉnh hình Làm thủy tinh thể Thị trường đầy tìm với chất liệu có chứa chitin Chất bơi xoa mỹ phẩm: • Xử lý tóc — Làm cho tóc óng ả, bóng mược • Chăm sóc cho tóc • Chăm sóc da—Chitosan làm mềm mại tóc, giữ ẩm cho tóc tránh khơ cứng • Làm thuốc màu bơi mống tay • Làm kem đánh Thị trường đầy tìm với chất liệu có chứa chitin Với cơng nghệ sinh học: • Làm chất cố định Enzyme • Làm chất ngăn cách Protein • Làm chất bình phục tế bào/Ni cấy/cố định tế bào • Làm màng ngăn • Dùng sắc ký (Chromatography) Sự sản xuất CHITOSAN Thế giới Trung bình khả sản xuất chitosan xí nghiệp Thế giới: 500 tấn/năm g chitosan cost : 0.65 $ g chitosan price : 7.5 $ g chitosan gross profit : 6.35 $ Ước lượng có khỏang %9 vỏ lồi giáp sát biến đổi thành chitosan TG Ước lượng vỏ loài giáp sát cần cho sản xuất 5.556 Mỗi năm hiệu thô là: 3.2 billion $ Chitosan Link Video Clips Glucosamine, sản phẩm thủy phân của chitosan điều trị bệnh về khớp Cấu trúc hóa học của glucosamine Khử gốc acetyl môi trường kiềm Vai trò của Glucosamine, một loại đường amine Bệnh viêm xương khớp OA (Osteoarthritis) gây bởi quá trình thoái hóa ảnh hưởng lên phần sụn của khớp xương, kết quả là sự viêm ở khớp Sự thoái hóa này xuất hiện là hư hỏng quá trình tổng hợp những hợp chất quan trọng hợp chất glucoprotein từ đường amin với tế bào sụn (chondrocytes – một loại tế bào sản xuất sụn) Glucosamine chính là loại đường amine, nó được sản xuất thể từ đường glucose và acid amin glutamine nhờ hoạt động của enzyme “glucosamine synthetase” Glucosamine kích thích sự tổng hợp proteoglycans, glycosaminoglycans (gọi tên chung là mucopolysaccharides), và collagen Glucosamine có vai trò việc hình thành lớp sụn và chất dịch nhầy đệm sụn ở các khớp nối, từ mà glucosamine được xếp loại chất bảo vệ sụn "chondroprotective" Tế bào sụn có thể tự tổng hợp glucosamine, hoặc nó nhận được từ hệ tuần hoàn với những hợp chất pre-formed glucosamine Sự bổ sung glucosamine hằng ngày có thể là nguồn đường amine quan trọng để làm giảm áp lực đòi hỏi phải sản xuất nhiều glucosamine, điều này có lợi cho người cao tuổi, vì khả này của họ yếu so với còn trẻ tuổi Cấu trúc giải phẩu khớp xương Glucosamine xương khớp Cấu trúc giải phẩu khớp xương bình thường Thuốc bôi chống đau khớp Cấu trúc giải phẩu khớp xương bị bệnh viêm thấp khớp Glucosamine Sulphate So sánh với hợp chất bảo vệ xương khớp khác chondroitin sụn động vật glucosamine có phân tử nhỏ nên dễ dàng hấp thu dễ dàng hình thành sụn dây chắng Glucosamine thương mại N-acetyl glucosamine muối nó; glucosamine hydrochloride glucosamine sulphate Glucosamine sulphate dạng hợp chất sử dụng nhiều nghiên cứu điều trị lâm sàng nhất, tương đối ổn định hóa học với ion sulphate Sulphur vào thể dạng acid amin có chứa lưu huỳnh Sulfate tổ chức liên kết kết dính với tổ chức ổn định Sulphate tìm thấy thể dạng glycosaminoglycans proteoglycans sulphate Hợp chất sulphate vô dạng quan trọng cho khống Celloid® để chữa trị bệnh nhân viêm khớp lớn tuổi (trên 60, muối sulfate sử dụng để giúp điều hòa dịch khớp ổn định tổ chức liên kết Nhiều nghiên cứu gần tổ chức Y tế Thế giới WHO) Trung tâm thấp khớp phát sulphur ức chế enzyme khác nhau, đưa đến hư hỏng lớp sụn khớp nối Sự ổn định glucosamine với sulphate xuất làm nâng cao khả sinh học glucosamine có ảnh hưởng đến khả chữa bệnh Thuốc Glucosamine chăm sóc xương khớp Thử nghiệm lâm sàng Glucosamine Sulphate Glucosamine sulphate hợp chất glucosamine nghiên cứu lâm sàng nhiều Nó sử dụng nhiều gấp 20 so với hợp chất glucosamine khác, với 6,000 bệnh nhân tham gia thử nghiệm Nghiên cứu 200 bệnh nhân viêm khớp chia thành nhóm: Một nhóm cho uống 500mg glucosamine sulphate lần ngày (liều ngày 1500mg), nhóm cho uống thuốc thuốc trị viêm khớp ibuprofen với liều 400mg lần ngày Nhận thấy triệu chứng bệnh nhóm thuyên giảm rõ ràng Kết thúc thí nghiệm nhóm dùng thuốc đặc trị viêm khớp ibuprofen khỏi 52%, nhóm dùng 500 mg glucosamine khỏi 48%, khác khơng đáng kể so với nhóm dùng thuốc Nhóm bệnh nhân dùng thuốc ibuprofen có phản ứng phụ 35% so với số bệnh nhân dùng thuốc Ngược lại nhóm dùng glucosamine sulphate có phản ứng phụ 6% Một số địa trang veb http://dalwoo.com/chitosan/index.htm#functional http://ms-biomass.org/conference/2004/chitin and chitosan,under-utilized resources.ppt http://ms-biomass.org/conference/2004/chitin and chitosan,under-utilized resources.ppt http://mimoza.marmara.edu.tr/~ipeker/sunumlar/2003/Sunumlar_2004/Chitos an.ppt Polymers of marine origin http://web.uni-plovdiv.bg/marudova/presetations/O7_OStoilova.ppt Exploring Nanotechnology to Develop Agrobased Materials http://lbmbn.cnpdia.embrapa.br/apresentacoes/Rubens_Bernardes_E MBRAPA_Mexico_Brasil.ppt Thanks for Marin Biotech ... chứa chitosan Với thực phẩm: • Chất xơ phần, Chất nhủ hóa, chất mang trơ khơng gây độc hại cho thể • Chất bổ sung chống cholesterol thực phẩm • Chất lọc nước uống dịch trái • Loại bỏ màu thực phẩm. .. thực phẩm làm ổn định màu thực phẩm • Ức chế hấp thu chất béo? ?trong phần kiêng béo?! Thuốc viên chitosan, thực phẩm chức Năm 1823, các nhà khoa học đã chiết xuất Chitosan đầu tiên từ... Chất hấp phụ gồm: chitosan bọc hạt cát, chitosan tinh hạt cát tinh Cơ chế hấp phụ kim loại nặng của chitosan COST ACTION 637 - LISBON 2008 47 Kết thí nghiệm hấp thu Cu++ Của Chitosan Nồng