Chương 8: Hương vị dược phẩm, mỹ phẩm và y học

Chương 8: Hương vị Dược phẩm, y học mỹ phẩm Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Hương vị (flavor) Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản GIỚI THIỆU • Sản xuất hương vị từ phụ phẩm CBTS → có giá trị nhu cầu cao • Hương vị dùng sản xuất: sốt hải sản, chowder, súp, bisques, mì ăn liền, snack,… • Thành phần hương vị từ thủy sản phức tạp, tổng thể cân thành phần hương vị quan trọng • Có ba qui trình sản xuất bản: ly trích lỏng, lên men thủy phân enzyme Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản LY TRÍCH LỎNG (AQUEOUS EXTRACTION) • Được sử dụng rộng rãi do: đơn giản, thu hương vị có chất lượng tốt thường thực với qui trình sản xuất có Ngun liệu thơ → (đồng nhất) → nấu → (ép) → ly trích thơ → đặc • Ly trích lỏng thường dùng chế biến phụ phẩm nghêu, cua tơm hùm • Hạn chế: hiệu suất thấp, phụ thuộc vào dịch nấu hàm lượng muối cao • Độ tươi nguyên liệu → ổn định chất lượng Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản LÊN MEN (FERMENTATION) • Qui trình gồm thủy phân enzyme nội sinh với hoạt động vi sinh vật tạo hương vị muối/điều chỉnh pH/cấy giống  Nguyên liệu thô → tự phân (phân giải protein) → (ép) → ly trích thơ → lọc • Để thay đổi đặc tính hương vị → cấy giống giai đoạn đầu trình lên men • Dịch chiết từ lên men hàm lượng muối thấp → umami Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản THỦY PHÂN ENZYME (ENZYMATIC HYDROLYSIS) • Qui trình áp dụng cho hầu hết chất chiết xuất hương vị biển tự nhiên dùng thương mại enzyme (protease)  Nguyên liệu thô → đồng (tiệt trùng) → thủy phân → bất hoạt enzyme nhiệt → lọc thơ → cạn/khử nước • Khi có enzyme thương mại hiệu cao → sản xuất lượng lớn hương vị từ phụ phẩm (nghêu, cua, tôm, tơm hùm) (nhóm cá ngừ) Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản • Qui trình gồm có hóa lỏng, chiết tách cạn + hóa lỏng → phóng thích hợp chất tạo hương vị tự nhiên từ nguyên liệu thô + chiết tách → loại bỏ vỏ xương dùng lọc, dùng sắc ký để loại vị lạ màu • Thủy phân enzyme làm thay đổi thành phần hàm lượng acid amin ban đầu • Acid amin peptid tiếp tục phản ứng với đường khử, nhóm aldehyd carbonyl → hợp chất hữu bay → ảnh hưởng đáng kể lên hương vị Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản ➢ Nguồn enzyme • Các loại enzyme sử dụng: Protamex, Flavourzyme (Novozyme North America, Franklinton, NC) Protamex phức hợp enzyme protease vi khuẩn Bacillus→ tạo dịch thủy phân khơng có vị đắng Điều kiện phản ứng tối ưu: pH = 5,5 – 7,5, nhiệt độ 40 – 60oC → Protamex (0,6 ± 1,5%) dùng chung với Flavourzyme để kéo dài trình trình thủy phân Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Flavourzyme enzyme tạo nấm Aspergillus oryzae, gồm nhiều enzyme khác (endoprotease exopeptidase) Exopeptidase loại bỏ acid amin đầu cuối gây vị đắng Điều kiện phản ứng tối ưu: pH = 5,0 – 7,0, nhiệt độ 50 – 55oC Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản ➢ Vị đắng • Sự thủy phân enzyme tạo vị đắng tiếp xúc peptid acid amin kị nước • Một vài loại exopeptidase Flavourzyme bẻ gãy peptid gây vị đắng • Để tăng hiệu thủy phân khử vị đắng → dùng endoprotease cho thủy phân exopeptidase để phá vỡ peptid gây vị đắng Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Qui trình thủy phân sản xuất hương vị từ tôm hùm Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản • Các biến lựa chọn để tối ưu hóa: hệ enzyme thích hợp, điều kiện phản ứng, độ thủy phân suất thu hồi • Chất lượng hương vị đánh giá dựa vào: thành phần acid amin tự do, tỷ lệ acid amin ưa nước (Gly + Arg + Ala + Pro) acid amin kị nước (Val + Met + Leu + Ile), umami, độ độ đắng • Chỉ dùng Flavourzyme: sinh nhiều acid amin tự do, tỷ lệ acid amin ưa nước/acid amin kị nước cao hơn, peptid mạch ngắn gây đắng Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Hàm lượng acid amin (mg/100g) dịch lỏng chưa thủy phân dịch lỏng thủy phân từ thân tôm hùm Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản ➢ Hương vị cá từ xương cá trắng • Sản xuất hương vị hải sản từ cá qua trình thủy phân gặp số trở ngại → khó đảm bảo chất lượng cảm quan cao: vị đắng vị lạ • Red hake (Urophycis chuss) dùng phần fillet thịt → xương xay sản xuất hương vị • Dùng nguyên liệu tươi yếu tố định • Khơng dùng cá béo: ơxy hóa mỡ, chi phí cao để loại béo, hàm lượng béo thay đổi theo mùa • Chất lượng cảm quan phụ thuộc vào: loại protease, hàm lượng enzyme, tỷ lệ nước/cơ chất, pH nhiêt độ Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Qui trình thủy phân sản xuất hương vị từ cá tuyết Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản ➢ Hương vị nghêu từ phụ phẩm chế biến nghêu • Phụ phẩm chế biến nghêu biển (Spisula solidissima): thịt thừa, nội tang, belly,… chứa 17% chất rắn, 64% (11% tổng khối lượng phụ phẩm) protein • Nước nấu phụ phẩm nghêu cịn hương vị nghêu • Khơng có khác biệt vị lạ vị đắng nước nấu phụ phẩm nghêu thịt nghêu • Nhưng nước nấu phụ phẩm nghêu hương vị nghêu vị umami so với thịt nghêu Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Qui trình thủy phân sản xuất hương vị từ nghêu Flavor TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Dược phẩm, y học mỹ phẩm TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products GIỚI THIỆU • Các tiến cơng nghệ sinh học biển → tăng hiệu lợi nhuận từ cơng nghiệp CBTS → bệnh bị điên nhu cầu sản phẩm chăm sóc sức khỏe từ biển → nghiên cứu loại kháng sinh chống lại nhóm vi khuẩn đa kháng thuốc → hợp chất có hoạt tính sinh học từ biển • Các giải pháp sử dụng phụ phẩm → đem lại giá trị kinh tế giảm chất thải TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products SQUALAMINE • Squalamine (7-24-dihydroxylated-24 cholestane sulfate): aminosterol có gan, bóng cá, ruột, sẹ bao tử cá mập chó Squalus acanthias • Squalamine steroid hịa tan nước có hiệu việc chống lại vi khuẩn gram âm dương, hình thành mạch khối u • Squalamine có hiệu điều trị ung thư phổi buồng trứng https://en.wikipedia.org/wiki/Squalamine TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products 1) Squalamine chất ức chế tiến triển ung thư 2) Squalamine hợp chất kháng khuẩn có từ biển → khơng có chứng phần tử (hạt) virus hạt virus chuyển từ động vật máu lạnh sang cho người 3) Squalamine phân tử giảm thèm ăn → béo phì tiểu đường • Chỉ vài μg squalamine ly trích từ cá mập: gan bóng cá 10 – 20 μg/g, lách sẹ μg/g, bao tử μg/g, mang 0,5 μg/g ruột 0,02 μg/g TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products ELASTIN • Elastin loại protein đàn hồi có nhiều mơ liên kết → tính đàn hồi • Elastin, với collagen dermatant sulfate, thành phần da cá • Elastin gồm vật liệu vơ định hình với vi sợi (10 – 12 nm) → tạo đặc tính học đồng mơ thể: phổi, da, sụn thành ống • Elastin hịa tan peptide VAPG mg/mL ức chế hình thành khối u ung thư phổi • Protein elastin, κ-elastin → ức chế hoàn toàn ung thư phổi TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products • Elastin peptide nhạy cảm nhiệt nhiệt độ cao trở nên không tan chiết tách pha lỏng-lỏng (coacervation) → ứng dụng điều trị ung thư phương pháp → tạo thân nhiệt cao, cải thiệt độ thấm tế báo khối u làm tăng lượng thuốc chống ung thư tuần hồn • Ứng dụng thương mại elastin bao gồm: sản phẩm chăm sóc da, trị nhăn da phụ nữ có thai dịch thủy phân protein thêm vào sản phẩm dưỡng tóc trị tóc gãy/rụng TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products PROTEOGLYCANS • Proteoglycan chứa 90% polysaccharide với 5% polypeptid liên kết chuỗi hydratcarbon mạch thẳng • Proteoglycan tìm thấy ngoại bào, phân tử hình thành mạch • Các hợp chất khác nhóm bao gồm: heparin, heparin sulfate, chondroitin sulfate, keratan sulfate, dermatan sulfate hyaluronan • Dermatan sulfate (DS) tác nhân chống bệnh nghẽn mạch quan trọng → dùng phòng trị bệnh nghẽn tĩnh mạch sâu (deep vein thrombosis) TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products PROTAMINE • Protamine polypeptid cation (30 – 65 acid amin) diện tự nhiên: chim, ĐV có vú bị xác, cá (sẹ 50 lồi cá) • Protamine protein có hàm lượng arginine cao → ức chế vi khẩn Gram (+) (-) • Cũng bao gồm hàm lượng cao protein kiềm, cysteine, thiếu lysine, điểm đẳng điện pI 12 – 13 có cấu trúc đa dạng • Protamine làm giảm thể tích khối u, mật độ mạch máu, … • Protamine kích thích sản xuất nitric oxide (NO) TS Nguyễn Phúc Cẩm Tú - Khoa Thủy sản Pharmaceutical, medical, and cosmetic products