Tải bản đầy đủ (.doc) (55 trang)

Tổng quan về nước bọt giả

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.53 MB, 55 trang )

Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Chương 1
NƯỚC BỌT CON NGƯỜI
I. Thành phần nước bọt con người
Hàng ngày, con người tiết ra khoảng 1.5 lít nước bọt và pH thông thường của nó
là kiềm nhẹ ( 7.4 )
Nước bọt con người là một chất lỏng phức tạp được tiết bởi những tuyến nước
bọt chính và phụ. Ba tuyến nước bọt chính là tuyến mang tai, tuyến dưới lưỡi, dưới
hàm dưới. Chỉ 1% nước bọt được tạo thành từ các thành phần ion và hữu cơ, phần
còn lại là nước. Chất hữu cơ nước bọt bao gồm glycoprotein, enzyme, những chất
chống vi trùng và những chất điện phân. Bên cạnh những glycoprotein, như là chất
nhầy, nó chứa những enzyme tiêu hóa như lipase, amylase, … Những hợp chất khác
như là lactoferrin, cystatin, histatin, ion thiocyanate, globulin miễn dịch, lipid có cực
và trung tính.
1. Thành phần vô cơ
Cation quan trọng nhất của nước bọt là natri và kali. Anion có hoạt tính thẩm thấu
chính là chloride và bicarbonate. Các chất điện giải khác bao gồm calci, phosphate,
fluor, thiocyanate, magne, iod,…
Bảng1: Thành phần điện giải của nước bọt tuyến dưới hàm
Nước bọt
Ion Nghỉ ngơi ( mM ) Kích thích ( mM )
Na
+
2.6 54.8
K
+
14.4 13.7
Cl
-
11.9 32.3
HCO


3
-
2.2 35.3
Mg
2+
70.4 36.0
Ca
2+
1.56 2.13
P (vô cơ) 3.6 1.57
pH 6.47 7.62
Bảng 2: Thành phần điện giải của nước bọt tuyến mang tai
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 2
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Nước bọt
Ion Nghỉ ngơi Kích thích
Na
+
2.7 mEq/l 63.3 mEq/l
K
+
46.3 mEq/l 18.7 mEq/l
Cl
-
31.5 mEq/l 35.9 mEq/l
HCO
3
-
0.6 mEq/l 29.7 mEq/l
Mg

2+
0.45 mg/100ml 0.04 mg/100ml
Ca
2+
4.16 mg/100ml 3.78 mg/100ml
P (vô cơ) 31.9 mg/100ml 9.7 mg/100ml
pH 5.82 7.67
Áp suất thẩm thấu 85.7 mOsm/Kg 132.0 mOsm/Kg
2. Thành phần hữu cơ
Nước bọt chứa nhiều thành phần hữu cơ có các chức năng khác nhau, ví dụ như
enzyme có tác dụng che phủ bề mặt mô, bảo vệ mô răng và kiểm soát sự tăng trưởng
mô. Theo nguồn gốc, protein nước bọt được phân thành hai loại: protein nội sinh ( do
tế bào tuyến nước bọt tổng hợp ) và protein ngoại sinh ( xuất phát từ huyết tương ).
2.1 Các enzyme trong nước bọt
a) Enzyme tiêu hóa
 α-amylase (ptyaline)
Là thành phần hữu cơ có nồng độ cao nhất trong nước bọt, chiếm gần 30% lượng
protein trong nước bọt. Enzyme này có nguồn gốc chủ yếu từ tuyến mang tai, tuyến
dưới hàm chỉ tạo ra khoảng 20% amylase nước bọt, còn tuyến dưới lưỡi cũng như
tuyến nước bọt phụ chỉ cho một lượng rất nhỏ. Nồng độ amylase nước bọt tăng theo
lưu lượng tiết.
Amylase tấn công liên kết α (1-4) để thủy phân tinh bột cho ra nhiều sản phẩm
khác nhau: maltose, một ít glucose, vài dextrin. Mặc dù pH thích hợp nhất đối với
amylase nước bọt là 7, nhưng khi đến dạ dày amylase nước bọt vẫn tiếp tục tác dụng
vì chúng được bảo vệ bên trong viên thức ăn.
 Lipase
Do tuyến nước bọt lưỡi tiết ra và có vai trò quan trọng trong việc tiêu hóa. Lipase lưỡi
là enzyme chịu trách nhiệm trong bước đầu tiên của quá trình tiêu hóa lipid và có tác
dụng ở pH dạ dày.
 Kallicrein

Là enzyme thủy phân các kininogen (những globulin huyết tương hay mô) tạo ra
kinin là một peptide. Các kinin tham gia điều hòa một số hoạt động sinh lý như viêm,
dãn mạch…
b) Enzyme kháng khuẩn
 Lactoferrin
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 3
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Lactoferin là một glycoprotein chịu nhiệt liên kết với sắt, được tìm thấy trong
tuyến nước bọt và sữa. Người ta tìm thấy nó trong sữa bò cái, nhưng đó là một thành
phần nổi bật trong dịch tiết niêm mạc và nó có trong gần như mọi chất lỏng thân thể.
Phân tử này với trọng lượng phân tử là 77 000 Đalton, có ái lực rất cao với sắt và khả
năng liên kết với sắt. Lactoferin được coi là một protein đa chức năng hay đa nhiệm
vụ.
Chúng có khả năng gắn kết với ion Fe
3+
, vì thế một số vi khuẩn miệng mất đi
thành phần quan trọng này. Do đó lactoferrin có tác dụng ức chế sự tăng trưởng vi
khuẩn. Tuy nhiên một số vi khuẩn có khả năng cạnh tranh với lactoferrin để giành lấy
sắt.
Hầu hết chức năng sinh học của Lactoferin liên quan đến vai trò quan trọng của
sắt. Lactoferin có ái lực rất cao với sắt. Bằng chứng cho thấy rằng lactoferin có một
chức năng trong hệ thống bảo vệ sơ cấp. Những chức năng sinh học của lactoferin
được tổng kết như sau:
- Hoạt tính kháng vi sinh vật, chống vi rút và diệt ký sinh trùng.
- Điều chỉnh sự hấp thụ sắt trong ruột.
- Kích thích tăng trưởng của những dòng tế bào khác nhau.
- Điều khiển những phản ứng chống lại sự viêm tấy.
- Hoạt tính chống oxi hóa (để dừng phản ứng Haber- Weis)
 Lactoperoxidase
Lactoperoxidase là enzyme nhiều nhất trong sữa và hầu hết được tìm thấy chỉ

riêng trong huyết thanh sữa sau quy trình sản xuất phô mai. Lactoperoxidase có thể
hoạt động hỗ trợ với lactoferin và lysozyme. Lactoperoxidases tự mình không có hoạt
động kháng vi sinh vật, nhưng trong sự có mặt của những đồng nhân tố đặc biệt
chúng cấu thành một hệ thống bảo vệ quan trọng trong dung dịch lỏng. Những đồng
nhân tố này là hydrogen peroxide H
2
O
2
Và dẫn xuất halogen tùy thuộc vào tính đặc
thù của enzyme .
Lactoperoxidase xúc tác phản ứng oxy hóa giữa thiocyanate (SCN
-
) và hydrogen
peroxide (do vi khuẩn sinh ra) tạo thành hypothiocyanite (OSCN
-
) có tác dụng ức chế
sự tăng trưởng của nhiều vi khuẩn. Mặt khác hydrogen peroxide là chất có thể gây
độc cho tế bào. Như vậy, lactoperoxidase và thiocyanate còn có tác dụng giúp bảo vệ
tuyến nước bọt và niêm mạc miệng khỏi độc tính của hydrogen peroxide.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 4
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Cơ chế bảo vệ này đóng một vai trò chủ chốt trong việc bảo vệ màng niêm mạc
chống lại xâm nhập của vi khuẩn.
 Lysozyme
 Cấu tạo
Lysozyme là một protein base được cấu tạo bởi một chuỗi polypeptid duy nhất
gồm 129 acid amin với một trọng lượng phân tử xấp xỉ 14.000 Đalton. Lysozyme có
trong hầu hết các dịch tiết của cơ thể như sữa mẹ, nước mắt, nước bọt,…Trong nước
bọt lysozyme chiếm gần 10% protein toàn phần, nước bọt tuyến dưới hàm chứa nhiều
lysozyme hơn tuyến mang tai.

 Chức năng
Lysozyme có tác dụng thủy phân peptidoglycan của vách tế bào vi khuẩn bằng
cách cắt đứt liên kết 1-4 glycoside giữa acid N-acetylmuramic (NAM) và N-
acetylglucosamin (NAG) phản ứng này sẽ phá hoại hoàn toàn thành phần cấu tạo nên
thành tế bào vi khuẩn và tiêu diệt vi khuẩn. Nhiều loài vi khuẩn đề kháng tác dụng
phân giải của lysozyme.

Hoạt tính của Lysosyme trong miệng đã được chỉ ra là có những hiệu ứng kích thích
miễn dịch.
Lysosyme có một hiệu quả hỗ trợ với lactoferin
c) Các enzyme khác
Nói chung các enzyme nước bọt xuất phát từ vi khuẩn, tuyến nước bọt, dịch nướu,
tế bào bạch cầu, tế bào biểu mô và thức ăn. Vi khuẩn là nguồn gốc chủ yếu của
urease, lactate dehydrogenase, desaminase, catalase, collagenase, protease,…ở nước
bọt tinh khiết ( nhất là nước bọt mang tai) có thể nhận thấy các hoạt tính carbonic
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 5
Glucose + O
2
Glucose oxidase ( GOD )
H
2
O
2
+ SCN
+
Lactoperoxidase
OSCN
+

Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào

anhydrase, phosphatase acid, β-glucuronidase, aldolase, cholinesterase, esterase,
succinate dehydrogenase, transaminase, galactosyl transferase,…
2.2Mucous glycoprotein ( mucins)
 Cấu tạo
Là những phân tử trọng lượng cao bao gồm nhiều chuỗi oligosaccharide gắn
trên một lõi peptid thông qua liên kết O-glycosid giữa N-acetyl galactosamin và nhóm
–OH của serin hoặc threonin. Chuỗi bên oligosaccharide thường tận cùng bằng gốc
acid sialic, mà nhóm carboxyl của acid này (pK=2.6) hoàn toàn ion hóa ở pH sinh lý
nên tích điện âm mạnh khiến cho các chuỗi oligosaccharide đẩy nhau làm cho phân tử
có dạng trục. Điều này giải thích tính nhớt của glycoprotein. Acid sialic có thể bị cắt
đi khỏi phân tử bởi enzyme neuramidase (sialidase) do vi khuẩn hay virus tạo ra.
 Chức năng
Tất cả các mô mềm ở miệng đều được mucins bao phủ, chúng có tác dụng như
một cái bẫy vi khuẩn và là yếu tố điều hòa phản ứng và sự trao đổi giữa tế bào biểu
mô bề mặt và môi trường miệng. Một số protein gắn chặt vào bề mặt răng, do đó là
thành phần quan trọng của màng men răng.
2.3Protein giàu prolin
 Cấu tạo
Prolin chiếm khoảng 16 – 33% hàm lượng acid amin trong nước bọt toàn
phần. Có hai nhóm protein giàu prolin trong nước bọt, nhóm base gắn kết lipid và hấp
phụ chủ yếu lên màng, trong khi nhóm acid chứa các protein gắn kết calci và bám
dính với bề mặt răng.
Protein base giàu prolin có trọng lượng phân tử khoảng 36 500. Trong thành
phần, ngoài hàm lượng lớn prolin còn có một lượng đáng kể các acid amin acid được
amin hóa (ví dụ như glutamin, asparagin).
Protein acid giàu prolin bao gồm bốn phosphoprotein chính có liên quan chặt
chẽ với nhau được đánh dấu PRP1-4. Tổng nồng độ trong nước bọt toàn phần khoảng
8 mg/100ml. PRP1 và 2 có trọng lượng phân tử khoảng 16 300, trong khi PRP3 và 4
có trọng lượng phân tử khoảng 11 000, tất cả đều có chứa 2 gốc phosphoserin trong
mỗi phân tử. Hầu hết có cùng chuỗi acid amin từ 1 đến 106, PRP1 và PRP2 có trọng

lượng phân tử lớn hơn do sự kéo dài từ acid amin 107 đến 150. Điều này cho thấy
những peptid nhỏ hơn có thể xuất phát từ những peptid lớn hơn do cắt đứt liên kết
peptid giữa acid amin 107 và 107.
 Chức năng
Các phosphoprotein acid giàu prolin tích điện mạnh và có cấu trúc bất đối
xứng, điều này liên quan đến chức năng sinh học của chúng. Cùng với statherin, các
protein acid giàu prolin giúp ngăn cản sự tăng trưởng tinh thể phosphate calci từ nước
bọt quá bão hòa. Gần như tất cả các phần tích điện âm (bao gồm cả hai nhóm
phosphate acid) nằm ở các acid amin từ 1 đến 29 ; tất cả các phần tích điện dương
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 6
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
nằm ở phần còn lại của phân tử, chủ yếu bao gồm các gốc kỵ nước. Các protein này
gắn kết ion calci và được hấp phụ bởi hydroxyapatide, do đó ức chế sự tăng trưởng
tinh thể. Nếu hai nhóm phosphate serin bị lấy đi thì khả năng ức chế giảm mạnh.
Cũng chính khả năng gắn kết với hydroxyapatide của các protein acid giàu prolin cho
phép nước bọt duy trì tình trạng quá bão hòa.
2.4 Protein giàu tyrosin (statherin)
Giống với protein giàu prolin, peptid này có khả năng ức chế sự tăng trưởng
tinh thể, đây là một phosphoprotein giàu tyrosin chứa 43 acid amin với trọng lượng
phân tử 5380. Statherin có tính bất đối xứng rõ nét giống như protein giàu prolin
nhưng đầu N tận cùng chứa phosphoserin tích điện âm chỉ có 5 acid amin và phần còn
lại của phân tử chủ yếu chứa các gốc kỵ nước và không tích điện. Hexapeptid phía N
tận có thể phân lập được, chúng gắn kết với hydroxyapatide nhưng khả năng ức chế
khoảng một phần mười khả năng ức chế của phân tử đầy đủ, vì thế phần còn lại của
phân tử phải có vai trò trong cơ chế ức chế.
II. Chức năng của nước bọt
Nước bọt liên quan đến hai chức năng chính của cơ thể là chức năng dinh dưỡng
và chức năng bảo vệ.
1. Chức năng dinh dưỡng
 Cảm nhận vị giác: nước bọt có tác dụng như dung môi cho phép sự tương

tác giữa thức ăn với các gai vị giác.
 Bôi trơn: nước bọt bao quanh viên thức ăn giúp cho sự nuốt dễ dàng nhờ
chất làm trơn mucin có trong nước bọt.
 Tiêu hóa: do có sự hiện diện enzyme amylase, thức ăn tinh bột được thủy
phân. Ngoài ra, enzyme lipase giúp tiêu hóa lipid.
 Bài xuất: Nhiều phân tử tự nhiên (hormone, rượu) hay tổng hợp (dược
phẩm) có thể được bài xuất trong nước bọt. Tuy nhiên con đường bài xuất này không
hữu hiệu vì các chất bài xuất trong nước bọt hiếm khi được nhổ đi mà thường được
tái hấp thu ở ruột non rồi tái sử dụng hay chuyển hóa.
 Cân bằng nước: tuyến nước bọt là một phần của hệ thống điều hòa cho
phép duy trì mức nước tối ưu trong cơ thể. Sự khát bắt nguồn từ cảm giác khô miệng
do giảm lưu lượng nước bọt khi nghỉ ngơi dẫn đến hoạt hóa các thụ thể nhận cảm
trong nhận biết (thụ thể thẩm thấu) dẫn đến hormone chống lợi niệu (giảm bài xuất
nước và tăng nhu cầu nước.
2. Chức năng bảo vệ
 Dịch bôi trơn
Glycoprotein tạo một màng bôi trơn, giúp cho những mô miệng có thể chuyển
động tự do.Vai trò bôi trơn của nước bọt không chỉ quan trọng cho sự di chuyển thức
ăn trong miệng mà còn cho sự phát âm (nhờ làm giảm sự cọ xát giữa các bề mặt niêm
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 7
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
mạc với nhau. Nước bọt bao phủ niêm mạc giúp bảo vệ chống lại các kích thích cơ,
nhiệt và hóa học.
Chất nhầy và những chất điện phân trong nước bọt giữ cho niêm mạc miệng
trong trạng thái hydrat hóa của nó, và vì vậy giữ cho niêm mạc được nguyên vẹn
 Dự trữ ion: nước bọt quá bão hòa với các ion tạo thuận lợi cho sự tái
khoáng hóa của răng
 Đệm
Tác nhân đệm nổi bật nhất trong nước bọt là bicarbonate và ion phosphate.
Những tác nhân này bảo vệ răng khỏi sự khử khoáng.

Những ion như là phosphate, calcium và fluoride giúp cho sự tái khử khoáng
của răng, bằng cách đẩy mạnh liên kết bề mặt với bề mặt hydroxyapetite
các hệ thống đệm trong nước bọt giúp trung hòa pH mảng bám sau khi ăn, vì thế
giảm thời gian khử khoáng.
 Làm sạch:
Nhờ dòng nước bọt cùng với cử động của môi và lưỡi làm sạch những mẫu
thực phẩm từ niêm mạc miệng, chuyển những mảng vôi từ răng và cuối cùng là giúp
cho việc nuốt thức ăn xảy ra dễ dàng.
 Kháng khuẩn:
Hoạt động kháng vi trùng của nước bọt là nhờ vào sự có mặt của lactoferrin,
globulin miễn dịch, cystatin, histatin, và ion thiocyanate. Những cơ chế kháng khuẩn
đặc hiệu (ví dụ IgA tiết) và không đặc hiệu (ví dụ lysozyme, lactoperoxidase,
lactoferrin) giúp kiểm soát hệ vi khuẩn môi trường miệng.
 Ngưng kết: ngưng tập và thúc đẩy sự đào thải vi khuẩn.
Hình thành màng bám răng: được hình thành từ các protein nước bọt, màng
bám răng bảo vệ răng bằng nhiều cách: làm trơn răng, tránh mài mòn quá mức, chống
sự xâm nhập acid vào men răng giúp giảm mất khoáng và ngăn cản sự xâm nhập của
vi khuẩn.
 Sửa chữa: nước bọt cũng có vai trò trong tiến trình sửa chữa mô mềm nhờ
sự hiện diện của các yếu tố kích thích sự lành thương, đặc biệt là yếu tố tăng trưởng
biểu mô (EGF), và nhờ vào khả năng thúc đẩy quá trình đông máu.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 8
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Chương 2
NHỮNG CHẤT THAY THẾ
NƯỚC BỌT
I. Khái niệm
Sự hoạt động khác thường của tuyến nước bọt có thể là do sự rối loạn chức năng
hoặc hình thái dẫn đến sự thay đổi về số lượng và chất lượng của nước bọt. Sự rối
loạn tuyến nước bọt là vấn đề tương đối phổ biến, mà dẫn đến những triệu chứng

miệng nóng và khô, khó nói, khó ăn, sự nhiễm trùng niêm mạc, viêm tuyến nước bọt,
gia tăng bệnh sâu răng và những bệnh truyền nhiễm quanh răng.
Những chất thay thế nước bọt hiện nay dùng để thay thế một số chức năng như
bôi trơn và bảo vệ của nước bọt tự nhiên. Chúng không được sử dụng để thay thế cho
những hoạt động có xúc tác enzyme và liên quan đến tiêu hóa.
Những chất thay thế nước bọt phải gần như nước bọt tự nhiên về thành phần cũng
như những tính chất lý sinh.
II. Phân loại
Dựa vào chất tạo gel ta có hai loại nước bọt nhân tạo
 Nước bọt dựa trên chất tạo gel là xanthan gum
Xialine, một chất thay thế nước bọt có nguồn gốc sinh học tự nhiên, được sử
dụng trong những bệnh nhân mắc chứng khô miệng do chiếu bức xạ
 Nước bọt dựa trên chất làm đặc là carboxymethylcellulose (CMC)
- Glandosane, Xerolube, Orex, Saliment, Oralube và Saliveze.
 Nước bọt chứa những chất nhầy tự nhiên
Chất thay thế nước bọt Saliva Orthana, chứa những chất nhầy tự nhiên, cụ thể là
chất nhầy thuộc dạ dày lợn và chất nhầy ở hàm dưới bò
III. Thành phần
Bảng 3 Thành phần của nước bọt nhân tạo Glandosane
Mỗi dung dịch 100ml chứa:
Carboxymethylcellulose sodium g 0.5
Sorbitol g 1.5
Potassium chloride g 0.06
Sodium chloride g 0.0422
Magnesium chloride (6H2O) g 0.0026
Calcium chloride (2H2O) g 0.0073
Potassium monohydrogen phosphate K
2
HPO
4

g 0.0171
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 9
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Bảng 4 Thành phần cấu tạo của nước bọt nhân tạo
Thành phần nước bọt nhân tạo
Xialine 1
( g/l)
Xialine 2
( g/l )
Saliveze
( g/l )
Xanthan gum 0.92 0.18 K
Sodium CMC K K 10
KCl 1.2 1.2 0.62
NaCl 0.85 0.85 0.87
MgCl
2
0.05 0.05 0.06
CaCl
2
0.13 0.13 0.17
Dipotassium hydrogen orthophosphate 0.13 0.13 0.80
Potassium dihydrogen orthophosphate K K 0.30
sodium fluoride K K 0.0044
Sorbitol K K 29.95
Methyl p-hydroxybenzoate 0.35 0.35 1.00
Nước cốt chanh K K 5 ml
K: không có
Những sự phát triển gần đây là những chất thay thế nước bọt có hoạt tính sinh
học có chứa những enzyme chống vi trùng dể bảo vệ mô miệng chống lại sự xâm

nhập của vi trùng và ngăn cản, làm lành chứng viêm nướu và niêm mạc miệng.
Thành phần enzyme kháng khuẩn
Enzyme Lactoperoxidase Glucose oxidase Lactoferrin Lysozyme
Hàm lượng
6000 đv 6000 đv 6 mg 6 mg
3000 đv 2000 đv 5 mg 5 mg
Ngoài ra có thể dùng phụ gia tạo vị là xylitol thay cho sorbitol.
1. Chất tạo gel
1.1 Xanthan gum
a) Sơ lược
Xanthan gum là phát minh mới đầu tiên về polysaccharide được sản xuất bởi công
nghệ sinh học, được phân loại dưới tên B-1459 ( xanthan gum ). Gum này được sản
xuất bởi Xanthomonas campestris NRRL B-1459. Nó có những thuộc tính mà cho
phép nó cạnh tranh với những chất gum tự nhiên. Sự sản xuất xanthan gum bắt đầu
năm 1960 ở USA. Ngày nay có 4 nhà cung cấp chính trên toàn thế giới và một số nhà
sản xuất nhỏ ở Nhật Bản, Châu Âu và USA.
Những thuận lợi khi sử dụng xanthan gum: sự sản xuất và tiêu thụ không phụ
thuộc những nhân tố bên ngoài như là thời tiết, chất lượng đồng nhất, và hiệu suất tạo
cấu trúc được đảm bảo. Trong nhiều nước, xanthan gum được công nhận là một phụ
gia thực phẩm có giá trị và vô hại. Mức độ sử dụng cho phép tương ứng với quy định
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 10
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
của GMP. Xanthan gum được phê chuẩn ở Mỹ từ năm 1969 và ở Châu Âu từ năm
1974.
b) Cấu trúc
Cấu trúc chủ yếu của phân tử xanthan gum gồm một mạch chính của liên kết
1,4 β-D-glucose ( giống như cellulose ) với mạch nhánh chứa 2 mannose, một acid
glucuronic và một phân tử acid pyruvic (Hình 1). Những mạch nhánh này chiếm một
tỷ lệ rất lớn trong phân tử ( khoảng 60% ) và đem đến cho xanthan gum nhiều những
tính chất đặc trưng. Xanthan gum có trọng lượng phân tử cao khoảng 2 500 000, có

khả năng phân tán thấp. Polyme này hydrat hóa hoàn toàn ngay cả trong nước lạnh
nhưng quá trình diễn ra chậm.
Cấu trúc thứ hai và thứ ba không tiêu biểu như cấu trúc thứ nhất. Bằng những
nghiên cứu sử dụng sự nhiễu xạ qua tia X trên cấu trúc xanthan, hình dạng phân tử
xanthan gum được mô tả như hình xoắn ốc với bước xoắn là 4,7 nm ( 0,94 nm cho
mỗi cột disaccharide ( theo Moorhouse và cộng sự năm 1977 ) (Hình 2). Trong cấu
trúc này, phân tử có thể ổn định thông qua liên kết hydro. Moorhouse và cộng sự
cũng đề xuất rằng những đại phân tử này trong dung dịch nên được xem như là những
vòng xoắn cứng. Những tác giả này không loại bỏ hiện tượng vòng xoắn kép hay
vòng xoắn ba. Milas và cộng sự năm 1995, dựa trên những thí nghiệm phân tán
nơtron góc nhỏ, đề xuất một cấu trúc xoắn kép cục bộ, trong khi đó sự nghiên cứu
bằng kính hiển vi ( theo Wilkin và cộng sự năm 1993, Kirby và cộng sự năm 1995 )
đem đến nhiều kết quả còn đang tranh luận.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 11
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Xanthan trong dung dịch phải trải qua một sự thay đổi hình dạng dưới tác
động của nhiệt độ. Điều này cho thấy rằng xanthan gum từ một trạng thái có trật tự
cứng đến một trạng thái mất trật tự thích ứng hơn (Hình 3).
Milas và Rinaudo ( 1984, 1986 ) chỉ ra rằng xanthan có thể có hai hình dạng
sắp xếp có trật tự: một hình dạng A tự nhiên và một hình dạng B tái tự nhiên. Hình
dạng B có trọng lượng phân tử giống như dạng tự nhiên nhưng độ nhớt cao hơn ở
cùng nồng độ. Sự chuyển từ dạng tự nhiên sang dạng biến tính là không thuận nghịch,
trong khi đó sự chuyển từ dạng tái tự nhiên sang dạng biến tính thì thuận nghịch.
Nhiệt độ chuyển phụ thuộc những yếu tố khác nhau như là nồng độ gum và nồng độ
ion và cũng biến đổi với lượng acid acetic và pyruvic của những đại phân tử xanthan.
Sự chuyển đổi hình dạng này có thể được đo bởi những kỹ thuật phân tích khác nhau
như là phép quay quang học, phép đo nhiệt lượng, phép lưỡng hướng sắc vòng và
phép đo độ nhớt. Kỹ thuật thực tế được sử dụng nhiều nhất là phép quay quang học.
Nhiệt độ chuyển đổi ở những nồng độ thấp ( 0.1-0.3% ) trong nước cất thì
nhìn chung là gần 40

o
C. Trong sự có mặt một lượng nhỏ của muối và ở những nồng
độ thường được dùng trong thực phẩm thì sự chuyển đổi nhiệt xảy ra ở nhiệt độ cao
hơn nhiều, nhìn chung là trên 90
o
C (Hình 4)
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 12
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
c) Tính chất
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 13
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
 Những tính chất lưu biến
Dung dịch xanthan có độ nhớt rất cao thậm chí ở những nồng độ thấp, và tính
tạo hình giả rất mạnh không có dấu hiệu của hiện tượng sol-gel thuận nghịch
( Whitcomb và Macosko, 1978 ). Những tính chất này là do cấu tạo giống hình que
rất cứng của xanthan trong dung dịch và trọng lượng phân tử cao của nó.
Trong hình 5, đường cong lưu lượng của dung dịch xanthan ở những nồng độ
khác nhau. Tất cả dung dịch đều cho thấy một độ nhớt rất cao ở những tốc độ chuyển
dịch thấp và đặc tính giả dẻo rất mạnh tăng với nồng độ. Điều này đem đến những
thuận lợi khác nhau: như là độ nhớt giảm khi tăng tốc độ chuyển dịch, sản phẩm trở
nên dễ rót, trộn hoặc bơm. Và những tính chất có thể cảm nhận bằng cảm quan của
sản phẩm thực phẩm thì bị ảnh hưởng. ( Tốc độ biến dạng trong miệng khoảng 50 s
-
1
).
Những thuộc tính làm đặc của xanthan được so sánh với những chất gum thực
phẩm khác được minh họa trong hình 6. Độ nhớt giảm khi tốc độ chuyển dịch tăng
cho thấy giá trị độ hòa tan của xanthan luôn luôn lớn, đặc biệt là ở những nồng độ
thấp. Tính năng tạo màng mỏng của dung dịch xanthan nhiều hơn những gum khác.
Điều này dẫn đến hình dạng bán cứng của polyme xanthan. Hình dạng này nhạy cảm

nhiều hơn so với hình dạng cuộn ngẫu nhiên.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 14
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Nét đặc trưng của dung dịch xanthan gum là tính dẻo nhớt của nó mà đem lại
giá trị ứng biến dẻo ngay cả ở những nồng độ thấp. Giá trị ứng biến dẻo là ứng suất
biến dạng thấp nhất làm cho dung dịch có thể chảy được. Giá trị ứng biến dẻo do sự
cấu tạo của một mạng liên kết yếu trong dung dịch (Hình 7). Đây là kết quả sự tương
tác giữa những đại phân tử xanthan với nhau nhưng mạng này không phải là gel thật
sự bởi vì những sự tương tác này không lâu dài và biến dạng thuận nghịch toàn bộ.
Giá trị ứng biến dẻo khó đo được bởi vì để đo được thì phải làm việc ở tốc độ
chuyển dịch rất thấp, và thông thường giá trị này được ngoại suy với những mô hình
lưu biến khác nhau, chẳng hạn như là những kết quả của Bingham và Herschel-
Buckley 1986. Trong bảng 3 người ta chỉ ra rõ ràng là xanthan là gum duy nhất biểu
thị giá trị ứng biến dẻo đáng kể ở những nồng độ thấp. Điều này giải thích cho khả
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 15
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
năng của dung dịch xanthan làm ổn định những dung dịch phân tán như hệ nhũ tương
hay huyền phù.
Bảng 5: Giá trị ứng biến dẻo (mPa) của hydrocolloid ở những nồng độ khác
nhau trong dung dịch KCL 1%
Nồng độ (%)
Hydrocolloid 0.3 0.5 1
Xanthan gum 500 2200 11300
Guar gum - 210 4000
Hydroxyethylcellulose - 60 830
Locust bean gum - <50 360
Sodium carboxymethylcellulose - <50 410
Sodium alginate - <50
Trong hình trên các hạt phân tử đã được tiêu chuẩn hóa như kích thước hạt cát (100-
250 μm)

 Sự ổn định và khả năng tương thích
Hầu hết những sản phẩm thực phẩm chứa muối, thỉnh thoảng ở nộng độ rất
cao ( trên 15% trong nước xốt đậu nành ), vài thực phẩm có tính acid như là nước xốt,
nước quả và thức uống và nhiều trong số đó được xử lý nhiệt bằng HTST hay UHT
hoặc là tiệt trùng. Vì vậy những chất ổn định phải ổn định ở những điều kiện khác
nhau của cường độ ion pH và nhiệt độ.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 16
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Cấu trúc thứ hai của phân tử xanthan mà những mạch phụ được bao phủ xung
quanh bởi cột cellulose giải thích cho khả năng chống chịu khác thường của gum này
đối với sự thoái biến gây ra bởi acid hay base, nhiệt độ cao, sự đông lạnh, sự rã đông,
enzyme và sự trộn kéo dài.
 Acid và base
Dung dịch xanthan ổn định trên một phổ rộng pH. Trong hình 9, chỉ có những
điều kiện pH rất cao ( trên 11) và rất thấp ( dưới 2.5 ) thì mới ảnh hưởng đến sự ổn
định của dung dịch. Sự ổn định này phụ thuộc vào nồng độ gum. Nồng độ càng cao
thì dung dịch càng ổn định. Xanthan có thể được sử dụng trong những hỗn hợp có
chứa acid acetic, citric hoặc phosphoric.
 Nhiệt độ
Độ nhớt của dung dịch xanthan chỉ bị ảnh hưởng nhẹ bởi sự gia tăng nhiệt độ từ
10 đến 90
o
C trong sự có mặt của muối bởi vì muối sẽ làm tăng sự ổn định nhiệt (Hình
10). Tính chất này hơi khác thường giữa những chất gum. Trong những sản phẩm
thực phẩm quá trình tiệt trùng như là 120
o
C trong 30 phút là rất phổ biến. Trong hình
11, sự ổn định của những dung dịch gum khác được so sánh với xanthan gum. Đối
với xanthan gum trên 90% độ nhớt ban đầu được giữ lại trong khi guar, alginate và
CMC giảm độ nhớt nhiều hơn.

SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 17
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 18
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
 Enzyme
Xanthan chịu đựng tốt với sự thoái biến do enzyme. Nó có thể được sử dụng trong
sự có mặt của nhiều enzyme phổ biến như amylase, pectinase và cellulose, dù cho
chúng bắt nguồn từ nguyên liệu thô ban đầu hay được thêm vào một cách đặc biệt
trong suốt quá trình chế biến.
 Quá trình rã đông và xử lý bằng vi sóng
Xử lý bằng vi sóng thì trực tiếp, nhanh và sự nóng lên có lựa chọn. Trong nhiều
trường hợp, thậm chí những sản phẩm đã được ổn định xử lý bằng vi sóng gây ra sự
phân chia ẩm trong thành phẩm đặc biệt là khi quá trình rã đông diễn ra. Vì vậy
những thực phẩm có thể xử lý bằng vi sóng càng cần phải được ổn định, đặc biệt là
với một chất gum ổn định vi sóng.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 19
Hình 11 So sánh sự ổn định nhiệt của những dung dịch chứa các hydrocolloid
khác nhau ở 0.6% trong NaCl 2.5% được đốt nóng ở 120
o
C trong 50 phút
HT: heat treatment
CMC:Carboxymethylcellulose
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Dung dịch xanthan gum giữ cho tất cả độ nhớt của nó sau khi rã đông trong lò vi
ba, ngay cả ở những nồng độ thấp (Hình 12)
 Khả năng tương thích
Xanthan thì tương thích với nhiều thành phần thực phẩm như acid, muối, chất
làm đặc ( bột mì, carrageenan, dẫn xuất cellulose, gelatin và alginate) và protein như
protein của sữa nếu hệ thống này được xử lý nhiệt hoặc acid.
Xanthan thì tương thích với muối ở nồng độ cao: ở nồng độ gum khoảng 0.4

%, độ nhớt không bị ảnh hưởng bởi chất điện phân, nhưng ở nồng độ khoảng 1% thì
có sự gia tăng đáng kể độ nhớt nếu có mặt muối. Xanthan cũng được sử dụng ở
những dung dịch có nồng độ đường cao ( trên 60% ). Ở cùng một nồng độ xanthan
gum độ nhớt tăng tỷ lệ thuận với lượng đường (Hình 13).
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 20
Hình 12 Sự ổn định của xanthan gum trong dung dịch NaCl 1%
khi rã đông bằng vi sóng
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
 Sự pha chế dung dịch
Xanthan là một sản phẩm có thể hút ẩm và vấn đề này xảy ra trong suốt sự
hydrat hóa nếu một vài nguyên tắc cơ bản không được lưu tâm.
Sự phân tán là sự phân tách chậm các phần tử gum cá thể khi xanthan được
cho vào trong chất lỏng
Sự hydrat hóa là quá trình làm cho những phần tử cá thể này trội hơn và làm
tăng độ nhớt một cách dễ dàng.
Mối liên quan giữa sự phân tán và sự hydrat hóa: một thực phẩm có thể phân
tán dễ dàng sẽ hydrat hóa rất chậm có khuyết điểm.
Ví dụ một loại bột tốt thì khó phân tán, nhưng loại bột mà phân tán được thì hydrat
hóa rất nhanh. Thời gian hydrat hóa phụ thuộc vào vài nhân tố:
- Hiệu quả của sự phân tán
- Kích thước của phân tử gum
- Những thành phần khác của dung dịch
Sự ảnh hưởng của những tham số này được cho bên dưới: trong những đường
cong tương ứng, phần trăm sự hydrat hóa ( độ nhớt ở thời điểm t / độ nhớt cuối cùng )
được cho như là một hàm số của thời gian dưới những điều kiện thí nghiệm khác
nhau cho dung dịch xanthan gum 0.5%
Sự biến đổi của tốc độ khuấy trộn (Hình 14): một tốc độ khuấy trộn cao hơn
đẩy mạnh sự phân tán và làm ngắn thời gian hydrat hóa.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 21
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào

Sự biến đổi của kích thước các hạt phân tử (Hình 15) dưới những điều kiện
phân tán trước tốt: một nguyên liệu có nền tốt thì hydrat hóa nhanh hơn khi bị phân
tán.
Sự biến đổi của lượng muối ( NaCl) (Hình 16). Sự có mặt của muối làm giảm
tốc độ hydrat hóa
Sự biến đổi của lượng đường (Hình 17): sự hydrathóa hầu như không thay đổi
ở nồng độ đường trên 40%, trong khi đó sự hydrat hóa chậm hơn ở nồng độ đường
cao hơn.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 22
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 23
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Những bước pha chế dung dịch xanthan tương đối đơn giản:
1. Sử dụng cánh khuấy tốc độ cao ( 1500 rpm ) nếu có thể và rải chậm xanthan
trên bề mặt của cơn xoáy
2. Nếu có thể phân tán xanthan với thành phần khác của hỗn hợp như là:
Một chất lỏng không có nước, như là dầu thực vật hoặc rượu etylic, mà xanthan
không hydrat hóa trong đó.
Những thành phần chất khô khác, như đường và bột mì
Ví dụ, với món nước xốt ăn với salad, sự hydrat hóa cũng đạt được vì trộn bột
xanthan gum những thành phần khô khác ( đường, muối ) hoặc do sự phân tán gum
trong dầu thực vật.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 24
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
Trong công nghiệp, sự phân tán nhanh chóng có thể chủ yếu là do:
1. Những cái phễu phân tán, như hình 19: nước xông xuyên qua ống Ventury của
chất phân tán và kéo xanthan từ phễu vào nước nhờ cơ cấu chân không
2. Ưu điểm của hệ thống quy trình liên tục này là sản xuất ra dung dịch keo
không cần nhốt không khí vào và có lượng vật liệu đưa vào quá trình cao. Pha lỏng và
rắn được trộn lại với nhau trong một khoang cyclone (tổng lượng đo được), và sau đó

được phân tán và hydrat hóa hoàn toàn trong một khu vực chảy thành dòng.
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 25
Tổng quan về nước bọt giả GVHD: PGS.TSĐống Thị Anh Đào
1.2 Carboxymethylcellulose ( CMC )
a) Cấu trúc và thu nhận
SVTH: Đặng Thị Ngọc Tươi – Trường ĐHBK TPHCM Trang 26
Hình 20 Cấu trúc phân tử của cellulose

×