Chitosan oligosaccharide dạng thương phẩm kết tinh thành dạng hạt hay bột, có màu trắng ựến vàng nhạt. Do COS có mức ựộ polymer thấp hơn nhiều so với chitosan nên nó có khả năng hòa tan cao trong nước, dung môi hữu cơ tạo ựiều kiện cho hoạt ựộng của chúng trong các môi trường khác nhau và các tắnh năng công nghệ, tắnh năng sinh học cũng thể hiện hiệu quả hơn.
2.4.2.1. đặc tắnh sinh học
Chitosan oligosaccharide không chỉ tan trong nước mà còn thể hiện tắnh linh hoạt chức năng như hoạt ựộng kháng nấm, hoạt ựộng kháng khuẩn, siêu vi sinh vật hoạt ựộng, tăng cường hiệu quả khả năng miễn dịch, tăng cường
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 25
công tác bảo vệ chống nhiễm trùngẦ
Hiệu quả kháng khuẩn của chitosan oligosaccharide phụ thuộc rất lớn vào mức ựộ của polyme (DP) (degree of polymerization) và mức ựộ deacetyl (DA) (degree of deacetylation). Do ựó, trọng lượng phân tử ựược coi như là một ựặc tắnh chắnh của chitosan oligosaccharide rằng rất tương quan ựến hoạt ựộng sinh học của chúng.
Hoạt ựộng kháng khuẩn
Hoạt ựộng kháng khuẩn của chitosan và dẫn xuất của nó ựối với một số loài vi khuẩn ựã ựược công nhận và nó ựược coi là một trong những khả năng quan trọng nhất liên quan trực tiếp vào ứng dụng sinh học. Chitosan oligosaccharide có khả năng ức chế hầu hết các vi khuẩn [20], [21], [32]. COS với trọng lượng phân tử MW (Molecular Weight) cao hơn có hoạt tắnh kháng khuẩn cao hơn. Chitosan oligosaccharide hỗn hợp (MW 2000 ~ 30000DA); mức ựộ deacetylation (DD) 91,5% cho hoạt ựộng kháng khuẩn tốt ựối với hai ựại diện tác nhân gây bệnh răng miệng là Astinobacillus actinomycetemcomitans và
Streptococcus mutans [10]. Chitosan oligosaccharide mà chủ yếu là chứa tetramer-hexamer hiệu quả cao hơn COS mà chủ yếu là chứa trimer-tetramer trong việc ức chế Escherichia coli [44].
Hoạt ựộng kháng siêu virus
Chitosan và COS có khả năng ngăn chặn nhiễm virus trong hệ thống ựa dạng sinh học. Nghiên cứu cho nhiễm virus ở thực vật cho thấy rằng việc ựiều trị của chitosan trên bề mặt lá có thể làm giảm số lượng các necroses khác nhau gây ra bởi virus khảm [35]. Chitosan oligosaccharide có thể kắch thắch miễn dịch và hệ thống phòng thủ trong các tế bào ựộng vật. Tác ựộng ựiều trị của COS với kháng nguyên trên ựối tượng chuột có thể tăng mạnh mẽ các phản ứng trong hệ thống miễn dịch ựể phòng cúm A và B virus [24]. Carboxymethyl sulfated và dẫn xuất của chitosan có thể ức chế sự sao chép
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 26
của HIV trong cơ thể con người [15]. Chitosan oligosaccharide cũng có hiệu quả trong việc ngăn ngừa một số bệnh nhiễm phage [22].
Kìm hãm hoạt ựộng tế bào ung thư
Chitosan oligosaccharide có thể ức chế sự tăng trưởng của tế bào ung thư bằng cách tạo ra hiệu ứng ngược. Một lượng N-acetyl-hexamer hòa tan trong nước ựã có thể tăng tác dụng bảo vệ của tế bào trên ựối tượng chuột chống nhiễm Listeria monocytogenes [43]. Ngoài ra N-acetyl-hexamer và hexamer có khả năng kìm hãm, chống lại có hiệu quả Meth - Một khối u rắn trong cơ thể con người [42].
Chống oxi hóa và các hoạt ựộng cấp tiến
Gần ựây, các hoạt ựộng chống oxi hóa của chitosan và dẫn xuất của nó thu hút ựược sự chú ý nhiều hơn. Dựa trên kết quả thu ựược từ các nghiên cứu ựang ựược thực hiện bằng cách sử dụng các kỹ thuật ựiện tử spin bẫy, chitosan oligosaccharide trọng lượng phân tử của 1 - 3 KDA ựã ựược xác ựịnh là có thể liên kết gốc tự do khác nhau chống oxi hóa và giảm các hoạt ựộng cấp tiến [33].
Kắch thắch sự vận chuyển các chất trong máu
Một số nghiên cứu ựã chứng minh rằng cả hai oligomers của chitin và chitosan có hiệu quả trong việc tăng cường các hoạt ựộng di cư của các ựại thực bào [30]. Khi chitosan oligosaccharide với DP 2 - 8 ựược ựưa vào thức ăn cho thỏ thì các lysozyme hoạt ựộng trong huyết thanh máu của thỏ tăng lên hai lần. Chitosan oligosaccharide ựược ựưa vào thức ăn trong thời gian 11 ngày với liều lượng 4,5 mg/kg. Theo dõi tình trạng sinh lý thỏ thì không thấy bất kỳ phản ứng nào xảy ra bất lợi. Chitosan oligosaccharide an toàn cho ựộng vật. Khả năng tạo màng bảo vệ
Chitosan và COS có khả năng tạo vỏ bọc có tắnh chất của màng bán thấm. Khi dùng trong thực phẩm, chúng sẽ kéo dài thời gian bảo quản sản
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 27
phẩm nhờ có tác dụng như màng ngăn cản không khắ, hơi ẩm và sự chuyển màu của trái cây, rau củ...
Ngoài ra, chitosan còn có các ựặc tắnh khác là khả năng tạo nhũ, khả năng chống oxy hoá, như một chất ựiều chỉnh ựộ chắc, là chất ựông tụ polycation ựược dùng trong tinh lọc nước, trong nước ép trái cây, trong sữa, trong việc bất ựộng enzymeẦ [1].
2.4.2.2. Tắnh chất hóa học của COS
- Chitosan oligosaccharide là một ựường chức năng không ựộc trọng lượng phân tử thấp. Trong khi chitosan chỉ hoạt ựộng của dạ dày và ruột, vì nó không ựược hấp thu vào hệ thống thì chitosan oligosaccharide có thể ựến ựược ựại tràng, nơi nó ựược chia nhỏ theo các enzym và phân phối trong cả cơ thể ựể làm sạch các tế bào chất thải. Những lợi ắch của chitosan oligosaccharide mang lại là rất to lớn.
- Gắn chất béo dư thừa và ức chế sự hấp thụ chất béo: COS ựang ựược nghiên cứu trong những năm gần ựây thấy rằng hiệu quả hấp thu lipid và cholesterol của COS lớn hơn rất nhiều so với chitosan. Không chỉ giống chitosan khi hấp thụ chất béo ựể chúng không bị tiêu hóa tức có tác dụng loại chất béo trong dạ dày và ựường ruột, COS có thể loại bỏ ngay cả cholesterol và lipoprotein tỉ trọng thấp từ các mạch máu và ngăn chặn sự tắch lũy mỡ ở các nội quan ựặc biệt là thận [30].
- Chống ung thư và kắch thắch khả năng miễn dịch: Tràng ung thư là một trong những bệnh ung thư phổ biến nhất trong thế giới công nghiệp phát triển và là một nguyên nhân chắnh gây mắc và tử vong [15]. Nguy cơ ung thư ựược kết hợp với cả hai yếu tố cố hữu và các yếu tố môi trường, trong ựó có chế ựộ ăn uống. Dịch tễ học và phòng thắ nghiệm nghiên cứu chỉ ra rằng mức tiêu thụ cao của hoa quả và rau dẫn ựến giảm tỷ lệ mắc bệnh ung thư ruột. Chitosan oligosaccharide (COS, 3 KDA < MW) ựược thử nghiệm cho việc
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ nông nghiệp ... 28
phòng ngừa ung thư ruột kết bằng cách ựo các hoạt ựộng của reductase quinin (QR) và glutathione-S-transferase (GST), glutathione (GSH) các cấp, hoạt ựộng Ornithine decacboxylaza (ODC) và biểu hiện cyclooxygenase (COX). Các kết quả này cho thấy rằng COS có hoạt ựộng hóa liệu phòng ngừa ung thư ruột kết bằng cách tăng hoạt ựộng GST, QR và mức ựộ GSH. ODC hoạt ựộng rất hữu ắch trong việc kìm hãm sự tăng trưởng khối u kéo dài thời gian trong việc ựiều trị bệnh ở người.
- Chitosan oligosaccharide ngăn chặn tác ựộng tiêu cực của rượu trên gan. Oligosaccharide ựóng một vai trò vượt trội trong kiểm soát chức năng gan, ngăn ngừa sự phát triển của những tác ựộng có hại do cồn gây ra [27].
- Chitosan, COS có hoạt tắnh như một chất kắch thắch sự phát triển có lựa chọn vi khuẩn Lactobacilli và Bifidobacteria tốt hơn các oligosaccharide có nguồn gốc thực vật [20].
- Ngoài ra chitosan oligosaccharide làm giảm lượng ựường trong máu, tăng cường hấp thụ canxi, giảm mức ựộ acid uric trong máu, ựiều khiển huyết áp cơ thể, ngăn ngừa bệnh timẦ