Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết trình bày nghiên cứu nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) của sản phẩm phản ứng maillard của chitosan và glucosamine được chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ. Kết quả này cho thấy sản phẩm phản ứng Maillard của chitosan với glucosamine rất có tiềm năng ứng dụng trong việc thay thế các chất bảo quản hóa học tiềm ẩn nhiều rủi ro sức khỏe hiện đang dùng trong thực phẩm.
THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN NGHIÊN CỨU NỒNG ĐỘ DIỆT KHUẨN TỐI THIỂU (MBC) CỦA SẢN PHẨM PHẢN ỨNG MAILLARD CỦA CHITOSAN VÀ GLUCOSAMINE ĐƯỢC CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ Lê Anh Quốc Trung tâm Nghiên cứu Triển khai công nghệ xạ Sản phẩm phản ứng Maillard protein với loại đường khử thu hút nhiều quan tâm nhà khoa học chúng có nhiều hoạt tính sinh học bật là: hoạt tính kháng khuẩn, kháng oxi hóa Trong báo này, sản phẩm phản ứng Maillard chitosan với glucosamine chế tạo phương pháp chiếu xạ gamma nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn chúng Các kết đánh giá hoạt tính kháng khuẩn phương pháp khuếch tán đĩa thạch xác định nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) vi khuẩn Escherchia coli Bacillus subtilis cho thấy sản phẩm phản ứng Maillard chitosan với glucosamine thể hoạt tính kháng khuẩn mạnh vượt trội so với chitosan ban đầu, pH pH Kết cho thấy sản phẩm phản ứng Maillard chitosan với glucosamine có tiềm ứng dụng việc thay chất bảo quản hóa học tiềm ẩn nhiều rủi ro sức khỏe dùng thực phẩm MỞ ĐẦU Nhiều loại thực phẩm để điều kiện tự nhiên dễ bị hư hỏng, nhóm thực phẩm từ thịt Do chứa nhiều dinh dưỡng độ ẩm cao nên thực phẩm môi trường ưa thích để vi sinh vật phát triển, phổ biến vi khuẩn nấm Bên cạnh việc việc làm giảm hương vị, thay đổi màu sắc, giá trị cảm quan thực phẩm, vi sinh vật cịn gây bệnh liên quan đến thực phẩm Để ngăn chặn phát triển vi sinh vật gây hư hỏng gây bệnh thực phẩm, nhiều phương pháp bảo quản như: xử lý nhiệt, ướp muối, axit hóa, sấy khơ, ứng dụng cơng nghiệp chế biến thực phẩm, ngồi dùng chất bảo quản cách để tránh hư hỏng thực phẩm Nhằm đảm bảo sức khoẻ người tiêu dùng, chất bảo quản tổng hợp hóa học dùng cho thực phẩm cần phải tuân 46 Số 70 - Tháng 3/2022 thủ quy định nghiêm ngặt liều lượng sử dụng Do đó, nghiên cứu chế tạo chất bảo quản mới, an toàn với sức khỏe cần thiết Xu hướng ngày sử dụng các chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc tự nhiên để bảo quản thực phẩm Các hợp chất tự nhiên loại tinh dầu từ thực vật (như: húng quế, xạ hương, bạc hà, hương thảo); enzyme từ động vật (như: lysozyme, lacto-ferrin); chất kháng sinh từ vi sinh vật (như nicin, natamycin); axit hữu (như: axit sorbic, propionic, citric) polymer tự nhiên (như: chitosan) Chitosan, polysacarit tự nhiên, khơng độc, có khả tự phân hủy tương hợp sinh học cao Trong số chất kháng vi sinh vật có nguồn gốc tự nhiên, chitosan nhận nhiều quan tâm ứng dụng rộng rãi y học, dược phẩm, nơng nghiệp, xử lý mơi trường THƠNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN thực phẩm Trong thực phẩm, chitosan dùng để gia tăng chất lượng thịt, ức chế q trình oxi hóa, kháng nhiều loại vi sinh vật gây bệnh gây hư hỏng lại gây tác dụng phụ làm ảnh hưởng đến đặc tính kết cấu giá trị cảm quan thực phẩm Tuy nhiên, đặc tính sinh học chitosan phụ thuộc vào nhiều yếu tố: khối lượng phân tử, độ đề axetyl, đặc biệt pH Trong mơi trường trung tính kiềm, chitosan bị tủa giảm hoạt tính sinh học, gây cản trở cho trình ứng dụng chitosan Phản ứng Maillard loại phản ứng nhóm carbonyl (aldehyde cetone) có loại đường khử, aldehyde cetone với nhóm amin (NH2-) amino axit, protein hay hợp chất có nitơ Các cơng trình cơng bố cho thấy phản ứng Maillard tạo hợp chất có tính kháng khuẩn, chống oxi hóa mạnh, gọi chung sản phẩm phản ứng Maillard (SPM) Nhóm amin chitosan tham gia phản ứng Maillard với nhóm carbonyl có loại đường khử dẫn xuất đường glucose, fructose, maltose, glucosamin,… để tạo SPM Trong số đó, SPM từ chitosan với glucosamin thể hoạt tính chống oxi hóa hoạt tính kháng khuẩn vượt trội điều kiện pH Hình Sơ đồ cấu trúc phản ứng Maillard chitosan glucose Trong nghiên cứu này, SPM chế tạo cách chiếu xạ tia gamma Co-60 hỗn hợp dung dịch glucosamin chitosan So với phương pháp khác, phản ứng Maillard theo phương pháp chiếu xạ xảy nhiệt độ thường, không sinh sản phẩm phụ gây độc triển khai quy mơ lớn Ngồi ra, nghiên cứu này, hoạt tính kháng khuẩn SPM chitosan-glucosamin tạo thành đánh giá vi khuẩn Escherichia coli Bacillus subtilis phương pháp khuếch tán đĩa thạch xác định nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) pH Số 70 - Tháng 3/2022 47 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN CÁC KẾT QUẢ THU ĐƯỢC Từ kết thử nghiệm khuếch tán đĩa thạch cho thấy, SPM chitosan – glucosamine thể hoạt tính kháng khuẩn E coli B subtilis, SPM chitosan – glucosamine chế tạo 25 kGy tạo vòng kháng khuẩn lớn lựa chọn để xác định nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) Kết từ Bảng cho thấy, pH 7, SPM chitosanglucosamin 25 kGy thể hoạt tính kháng khuẩn pH mạnh so với pH Tại pH 7, vi khuẩn E coli tỏ nhạy cảm với SPM chitosanHình Các dung dịch chitosan glucosamine glucosamin 25 kGy vi khuẩn B subtilis, chiếu xạ khoang liều xạ 0-100 kGy pH độ nhạy cảm vi khuẩn với Các hỗn hợp dung dịch chitosan glucosamine SPM chitosan-glucosamin sau chiếu xạ bị hóa nâu kết phân tích quang phổ bước sóng 284 nm 420 nm, với suy giảm hàm lượng glucosamine KẾT LUẬN chứng minh hình thành SPM dung Q trình chiếu xạ ion hóa, đặc biệt chiếu xạ dịch chum tia gamma Co-60, công cụ hiệu Hình Kết thử nghiệm khuếc tán đĩa thạch SPM chitosan-glucsaime liều xạ khác vi khuẩn E coli B subtilis Bảng Kết xác định nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) SPM chitosan-glucosamin 25 kGy E coli B subtilis pH để xúc tác phản ứng Maillard chitosan glucosamine Q trình có nhiều ưu điểm so với phương pháp gia nhiệt hấp thủy nhiệt là: rút ngắn thời gian phản ứng không tạo sản phẩm phụ không mong muốn SPM chitosan-glucosamin tạo thành liều xạ 25 kGy thể hoạt tính kháng khuẩn mạnh vi khuẩn E coli S aureus, hoạt tính cao so với chitosan ban đầu Điều chứng minh phản ứng Maillard hiệu việc gia tăng hoạt tính sinh học chitosan Bên cạnh đó, SPM chitosan-glucosamin giữ hoạt tính kháng khuẩn điều kiện pH khác nhau, điều góp phần to lớn việc mở rộng ứng dụng chitosan, đặc biệt lĩnh vực bảo quản thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lucera, A., Costa, C., Conte, A., Nobil, M.A.D (2012), “Food applicactions of natural antimicrobial compounds”, Frontiers in Microbiology, 3: 27 48 Số 70 - Tháng 3/2022 THÔNG TIN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ HẠT NHÂN [2] Davidson, P.M., and Taylor, M.T (2007), “Chemical preservatives and natural antimicrobial com pounds”, Food Microbiology: Fundamentals and Frontiers, pp 713-734 [3] Schyvens, C., (2014), “Food additives: antioxidant”, Encyclopedia of Food Safety, 2, pp 455-458 [4] Harish Prashanth, K.V., Tharanathan, R.N (2007), “Chitin/chitosan: modifications and their unlimited application potential – an overview”, Trends in Food Science & Technology, 18, pp 117-131 [5] Nguyễn Quốc Hiến, Đặng Xuân Dự, Đặng Văn Phú, Lê Anh Quốc, Phạm Đình Dũng, Nguyễn Ngọc Duy (2016), “Nghiên cứu chế tạo oligochitosan phương pháp chiếu xạ gamma Co-60 dung dịch chitosan-H2O2 khảo sát hiệu ứng chống oxi hóa”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, 54(1), Tr 46-53 [6] Darmadji, P., Izumimoto, M (2004), “Effect of chitosan in meat preservation”, Meat Science, 38(2), pp 243-254 [7] Roller, S., Sagoo, S., Board, R., O’Mahony, T., Caplice, E., Fitzgerald, M., Owen, M., Fletcher, H (2002), “Novel combinations of chitosan, carnocin and sulphite for preservation of chilled pork sausages”, Meat Science, 62, pp 165-177 [8] Verlee, A., Mincke, S., Stevens, C.V (2017), “Recent developments in antibacterial and antifungal chitosan and its derivatives”, Carbohydrate Polymers, 164, pp 268-283 [9] Goy, R.C., Britto, D.D., Assis, O.B.G (2009),”A review of the antimicrobial activity of chitosan”, Polímeros, 19 (3), pp 241-247 [10] Kulikov, S., Tikhonov, V., Blagodatskikh, I (2012), “Molecular weight and pH aspects of efficacy of oligochitosan against methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA)”, Carbohydrate Polymers, 87, pp 545-550 Số 70 - Tháng 3/2022 49 ... cứu này, SPM chế tạo cách chiếu xạ tia gamma Co-60 hỗn hợp dung dịch glucosamin chitosan So với phương pháp khác, phản ứng Maillard theo phương pháp chiếu xạ xảy nhiệt độ thường, không sinh sản. .. kháng khuẩn E coli B subtilis, SPM chitosan – glucosamine chế tạo 25 kGy tạo vòng kháng khuẩn lớn lựa chọn để xác định nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) Kết từ Bảng cho thấy, pH 7, SPM chitosanglucosamin... trình cơng bố cho thấy phản ứng Maillard tạo hợp chất có tính kháng khuẩn, chống oxi hóa mạnh, gọi chung sản phẩm phản ứng Maillard (SPM) Nhóm amin chitosan tham gia phản ứng Maillard với nhóm carbonyl