Công nghệ tách chiết beta-glucan

Nguồn gốc của Beta-glucan

β-glucan (beta-glucan) là hợp chất đường liên phân tử được tạo nên từ các đơn phân tử D-glucose gắn với nhau qua liên kết β-glycoside. Các β-glucan là nhóm các phân tử được phân biệt dựa vào khối lượng phân tử, độ hòa tan, độ nhớt và cấu trúc không gian 3 chiều. Các hợp chất này thường tồn tại dưới dạng phổ biến là cellulose của thực vật, vỏ cám của hạt ngũ cốc, yến mạch, tảo biển, thành tế bào của nấm men và một số loài nấm.

Các nghiên cứu đã cho thấy dạng hợp chất không hòa tan (1,3/1,6) β-glucan có hoạt tính sinh học cao hơn dạng (1,3/1,4) β-glucan. 

β-glucan có trong yến mạch và các hạt ngũ cốc tồn tại ở dạng (1,3/1,4) β-glucan, có tác dụng làm giảm lượng cholesterol xấu.

β-glucan trong nấm men và nấm y học có cấu trúc phân nhánh và có mạch chính hình thành từ liên kết β (1,3) của các phân tử glucose, các mạch nhánh tạo nên nhờ liên kết β (1,6). Liên kết (1,3/1,6) β-glucan có tác dụng kích thích hệ miễn dịch sản sinh các đại thực bào (Macrophage) và tế bào sát thủ tự nhiên (nature killer cell) của cơ thể, kích hoạt chúng đi tìm, cô lập và tiêu diệt những tế bào lạ xâm nhập cơ thể bao gồm vi khuẩn, virus, nấm… và tế bào ung thư.

cereal-563796_1280
ce020aeedb533e0d6742

Tại sao cần phải tách chiết Beta-glucan hàm lượng cao?

β-glucan được biết đến với vai trò của một chất đáp ứng sinh học trong các liệu pháp trị ung thư từ năm 1980, Nhật là nước đầu tiên được sử dụng β-glucan với chức năng đó. Từ những năm 1990, Mỹ đã nỗ lực nghiên cứu β-glucan từ nấm men như một một chất đáp ứng sinh học với vai trò kháng viêm, kháng u và tăng cường miễn dịch.

Có rất nhiều các nghiên cứu đã và đang được tiến hành trên thế giới nhằm thu nhận được β-glucan có độ tinh sạch cao, nhằm tạo ra sản phẩm phục vụ y học và nâng cao đời sống sức khỏe của con người.

Tuy trong ngũ cốc, các loại nấm và nấm men đều chứa β-glucan nhưng hàm lượng rất thấp. Việc khai thác và sử dụng các nguyên liệu này dưới dạng thực phẩm nhằm thu nhận β-glucan có thể được ví với hình ảnh “ăn cả cây lúa” để thu được hàm lượng dinh dưỡng của hạt gạo. Ngược lại, việc tách chiết β-glucan có độ tinh sạch cao từ nguồn nguyên liệu tự nhiên để con người sử dụng làm thuốc hoặc thực phẩm chức năng có thể được so sánh với toàn bộ công đoạn tuốt lúa – sát vỏ trấu – xay bột gạo để tạo ra bột gạo tinh – sạch – mịn – dễ hấp thu.

Chính vì vậy việc ăn trực tiếp yến mạch nguyên cám hay các loại nấm (bao gồm cả nghiền các loại nấm dược liệu thành dạng bột) sẽ không đạt hiệu quả mong muốn vì phải sử dụng một lượng nguyên liệu rất lớn, chưa kể đến việc các nguyên liệu này dù có qua quá trình nghiền thô và quá trình tiêu hóa của cơ thể cũng khó giải phóng được hoạt chất β-glucan với hoạt tính sinh học cao.

Công nghệ tách chiết Beta-glucan

Trên thế giới hiện nay, β-glucan hàm lượng cao được tách chiết phổ biến từ vách tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae. Có thể thu nhận β-glucan từ vách tế bào Saccharomyces cerevisiae bằng cách dùng kiềm như các nghiên cứu của Huang (2008) hay Marinescu (2009), phương pháp này dễ thực hiện, tuy nhiên do dùng NaOH nồng độ cao sẽ ảnh hưởng cấu trúc sản phẩm cũng như gây ô nhiễm môi trường.

Nhằm hạn chế các nhược điểm trên, quá trình sinh học, trong đó bao gồm tự phân sinh học và enzyme được sử dụng để phân tách β-glucan. Các enzyme sử dụng chủ yếu là enzyme thương mại như nghiên cứu của Freimund (2003) dùng enzyme savinase của Novo-Nordisk hay nghiên cứu của Liu (2008) đã tiến hành so sánh khả năng hỗ trợ thu nhận β-glucan từ Saccharomyces cerevisiae bằng 4 loại protease thương mại khác nhau.

Nghiên cứu khác của Javmen (2012), tác giả đã tối ưu hóa điều kiện phá màng tế bào giúp thu nhận β-glucan của enzyme từ Actinomyces rutgersensis 88. Ngoài ra, người ta còn kết hợp cả phương pháp sinh học và hóa học nhằm tăng hiệu suất thu hồi mà không làm giảm chất lượng β-glucan như nghiên cứu của Zechner- Krpan (2010).

biochemistry-biology-blue-2280571
addiction-alternative-alternative-medicine-208544

Công nghệ tách chiết BCCGlucan bằng enzyme

BCC Glucan là hoạt chất β-glucan được tách chiết bằng công nghệ enzyme quy mô công nghiệp tại Công ty cổ phần Công nghệ Hóa sinh Việt Nam, sản phẩm đạt hàm lượng β-glucan >80% (quy trình sản xuất đã được bảo hộ Giải pháp hữu ích). Công nghệ này sử dụng phương pháp thủy phân tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae bằng enzyme protease và amylase qua nhiều giai đoạn để sản phẩm đạt độ tinh sạch tối đa.

Việc sử dụng enzyme (phương pháp sinh học) thay thế kiềm (phương pháp hóa học phổ biến hiện nay) giúp bảo toàn tối đa cấu trúc (1,3/1,6) β-glucan của sản phẩm, đồng thời hạn chế ô nhiễm môi trường.

Đối tác của chúng tôi