CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.7. KHÁI QUÁT VỀ CÁC CYCLODEXTRIN
Cyclodextrin là các oligosaccharid mạch vòng bao gồm sáu, bảy, tám hoặc nhiều đơn vị glucopyranose liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4 glycosyl (Hình 1.1). Các CDs tự nhiên ở dạng bột kết tinh màu trắng. Các CDs có mặt ngồi ưa nước, tất cả các nhóm hydroxyl bên ngồi đều có đặc tính ưa nước và bên trong kỵ nước [34]. Khoang kị nước ổn định về kích thước có thể làm chất mang bao bọc các phân tử khác, có tiềm năng trong việc thay đổi hoặc cải thiện các đặc tính lý hóa, sinh học của phân tử khác [35].
Bảng 1.1. Một số thuộc tính của các cyclodextrin [36]
Trạng thái α-CD β-CD γ-CD
Số đơn vị glucopyranose 6 7 8
Khối lượng phân tử (g/mol) 972 1135 1297
Độ hòa tan trong nước ở 25 oC (mg/mL) 145 18.5 232
Đường kính ngồi (nm) 1.46 1.54 1.75
Đường kính trong (nm) 0.47 - 0.53 0.6 - 0.65 0.75 – 0.83
Chiều cao (nm) 0.79 0.79 0.79
So với α-CD và β-CD thì γ-CD khả năng hịa tan trong nước cao nhất. Hiện nay
-CD được sử dụng nhiều nhất do có tính hữu ích và giá thành rẻ hơn các dạng α-CD và -CD. Beta cyclodextrin chiếm khoảng 70% sản lượng CDs toàn cầu trong khi α-CD
chiếm khoảng 15% và γ-CD khoảng 5% [37].
Một số ứng dụng của các cyclodextrin:
Ứng dụng của α-cyclodextrin
Các α-CD có khoang bên trong nhỏ nhất và khả năng chống thủy phân bằng enzym cao nhất, vì vậy nó có các ứng dụng trong cơng nghiệp thực phẩm như là chất ổn định hương vị, màu sắc và chất tạo ngọt. Đặc biệt là khả năng hòa tan trong nước cho các acid béo và một số vitamin, còn là chất điều chỉnh hương vị trong sữa đậu nành và là chất hấp thụ trong các sản phẩm bánh kẹo. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng một số phân tử được gắn vừa khít trên chất mang α-CD tương thích tốt hơn so với các khoang bên trong lớn hơn của β-CD hoặc γ-CD [38].
Ứng dụng của β-cyclodextrin
Các β-CD tự nhiên là CDs được sử dụng phổ biến nhất trong cơng nghiệp mỹ phẩm. β-CD có tác dụng ổn định, kiểm sốt ngăn chặn sự bay hơi của nước hoa, sữa tắm. Ngồi ra cịn ứng dụng trong một số sản phẩm như kem đánh răng, kem dưỡng da, kem chống nắng, chất làm mềm vải, khăn giấy và khử mùi dưới cánh tay [36].
Trong lĩnh vực thực phẩm, sử dụng làm chất hỗ trợ để loại bỏ cholesterol khỏi các sản phẩm như sữa, bơ và trứng để sản xuất các sản phẩm từ sữa ít cholesterol. Bên cạnh đó, β-CD giúp tạo hương vị và tăng mức độ bảo quản sản phẩm được tốt và lâu hơn [36].
Trong lĩnh vực dược phẩm, β-CD có cơng dụng làm tăng khả năng hòa tan trong nước của một số chất tan kém trong nước, nhờ đó giúp tăng dược tính của thuốc. Hơn nữa, nó có thể dùng để giảm vị đắng và mùi khó chịu của thuốc.
Trong lĩnh vực nơng nghiệp, tạo phức với nhiều loại hóa chất nông nghiệp bao gồm thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, thuốc diệt nấm, chất xua đuổi, chất dẫn dụ và chất điều hòa sinh trưởng. Ngũ cốc được xử lý bằng β-CD làm chậm quá trình nảy mầm của hạt giống, ban đầu cây phát triển chậm hơn, nhưng về sau sự phát triển của cây được cải thiện mang lại thu hoạch lớn hơn 20 – 45% [39,40].
Ứng dụng của γ-cyclodextrin
Trong cơng nghiệp thực phẩm, γ-CD có thể được sử dụng như một chất mang và ổn định hương vị, màu sắc và vitamin tan trong dầu.
Trong y học, γ-CD được sử dụng để tăng cường độ ổn định và tăng thời hạn sử dụng của thuốc [41]. γ-CD là tá dược trong các sản phẩm bơi ngồi da, uống và tiêm. γ- CD còn là chất hịa tan mà khơng làm thay đổi các đặc tính hóa lý và sinh học của thuốc.