Chương 1 TONG QUAN 1. Nguồn nguyên liệu chứa Ø-glucan Ø-glucan là các polysaccharide được tìm thấy bên trong thành tế bào nắm men, vỏ cám của hạt yến mach, lúa mach, lúa mì, trong một số loại nam dược liệu như nam linh chi, nắm lim xanh, nắm maitake và các lọai tảo, rong biển cũng chứa một lượng Ø-glucan tương đối cao Hình 1. Mặt khác, lượng bã nấm men chiếm 1% trong sản xuất bia và hàm lượng Ø-glucan chiếm đến 60% trọng lượng chat rắn khô (Lipke và Ovalle, 1998). Thu nhận Ø-glucan từ bã men bia được xem là sự lựa chọn kinh tế nhất vì chứa hàm lượng Ø-glucan cao, giá thành rẻ với hàng triệu tấn bã thải ra hàng năm từ các nhà máy bia và góp phan giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Tảo Nấm dược liệu Ø-glucan là polysaccharide của các đơn phân D-glucose nối với nhau bằng liên kết glycoside tạo thành chuỗi polymer đài. Tùy vào nguồn thu nhận mà Ø-glucan có sự khác biệt về cầu trúc không gian ba chiều, khối lượng phân tử và tỷ lệ phân nhánh. Vị trí liên kết trong chuỗi đã hình thành những hợp chất với tên gọi khác nhau như agar [Ø-(1. Sự khác biệt về cấu trúc có ý nghĩa lớn đối với hoạt tính của Ø-glucan.
Vi dụ, Ø-glucan từ vỏ yến mạch có khả năng kháng khuan va ký sinh trùng, giảm cholesterol và chống đông máu, làm giảm nguy co mắc bệnh tim (Mantovani và ctv, 2008). Ø-glucan trong nam lớn tập trung chủ yếu ở vách tế bào, gồm (1,3)-6-glucan chứa hoặc không chứa các nhánh (1,4)-6-glucan hoặc (1,6)-£-glucan, chiếm 15 —45% trong lượng khô. Hoạt tính được quan tâm nhiều của Ø-glucan là khả năng tăng cường miễn dịch và kháng u (Lê Mai Hương, 2016). Trong tế bao nam men, Ø-glucan nằm sau màng tế bào, làm ôn định và duy tri hình dang của tế bảo.
Ø-glucan có độ polymer hóa trung bình là 1,500 đơn phan, tương đương với khối lượng phân tử ee. Ø-glucan thường không tan ¬ Hình 1. Các Ø-glucan có hoạt tính sinh học thường có Mw lớn, vẫn chưa rõ các f-glucan có Mw thấp có hoạt tính sinh học hay không nhưng các Ø-glucan ngắn dưới 5 — 10 kDa thường không hoạt động (Zhang và ctv, 2005). Ung dung Trong ngành thực phẩm, Ø-glucan từ nam men được sử dung như một chất phụ gia sản xuất các loại salad, nước sốt, sữa chua, bột bánh đẻo v.
nhờ khả năng giữ nước cao và không tao gel, thích hợp làm nguồn xơ thực phẩm. Khi qua ruột già, /- glucan sẽ bị phân hủy bởi một hệ vi khuẩn ruột kết nhưng khả năng giữ nước van được đảm bảo. Quá trình lên men vi khuẩn trong ruột giả tạo ra các acid béo chuỗi ngắn có lợi cho tế bào nhay lót và ruột kết nói chung, cải thiện tiêu hóa (Phạm Việt Cường, 2005). Trong y dược, hoạt tính tăng cường miễn dịch của Ø-glucan được được quan tâm nhiều hơn cả.
Từ những năm 1960, việc nghiên cứu Ø-glucan bat đầu từ thuốc Zymosan với tác dụng điều hòa miễn dịch được sử dụng khắp Âu-Mỹ của hang Sigma Chemical (Phạm Việt Cường, 2005). Ø-glucan còn đem đến nhiều lợi ich trong phòng chống và điều trị ung thư, giảm cholesterol, hỗ trợ giảm đường huyết, giảm di ứng, giảm các tác dụng phụ như chứng suy tủy sau khi xạ trị (Vetvicka, 2011), có lợi cho tiêu hóa, kích thích, phục hồi đáng kể một lượng máu. Đến nay, Ø-glucan thường được chỉ định cho các bệnh ung thư, tiêu đường, mỡ máu cao và dùng dé tăng sức dé kháng cho người già và trẻ nhỏ. Thực phẩm Mỹ phẩm Sees hows 2 be Qeape fe Chan nuôi Hình 1.
Sản phẩm /-glucan sử dung trong các lĩnh vực khác nhau Trong lĩnh vực chăn nuôi thủy hải sản, Ø-glucan đang là giải pháp hiệu qua, an toàn và thân thiện với môi trường thay thế các nhất kháng sinh nhờ tác dụng kích thích miễn dịch khi bổ sung vào thức ăn cho tôm, cá. Theo Nguyễn Thành Tâm và Nguyễn Thị Kim Nguyệt (2012), b6 sung 0,2% Ø-glucan vào thức ăn cá lóc bông giúp làm tăng tỷ lệ sống, tốc độ tăng trưởng, khối lượng và hệ số miễn dịch của cá. Trong mỹ phẩm, Ø-glucan được ưu tiên lựa chọn với tác dụng hỗ trợ tái tạo tế bào, làm lành vết thương, chống viêm nhiễm, đây lùi nếp nhăn và sự lão hóa. £-glucan còn có trong các sản pham cải thiện, giữ độ ẩm cho tóc.
Tác dụng của Ø-glucan trên tôm Nuôi tôm là một trong những ngành sản xuất thủy sản phát triển nhanh nhất và có đóng góp lớn vào kinh tế và nguồn dinh dưỡng của con người (Castillo-Juárez và ctv, 2015). Vì vậy, kiểm soát địch bệnh cùng an toàn sinh học là những vấn đề quan trọng nhất, cần thiết cho sự phát triển bền vững của ngành nuôi tôm. Ø-glucan đã được chứng minh là có thé cải thiện sức khỏe va sự tăng trưởng của tôm nuôi (Sajeevan và ctv, 2009; Song và ctv, 2005; Wang và ctv, 2010) đang được quan tâm như một giải pháp an toàn và hiệu quả chống lai dịch bệnh do các vi sinh vat gây ra. Hoạt động miễn dịch của tôm chủ yếu dựa vào hệ miễn dịch tự nhiên gồm hàng rào vật lý là lớp vỏ kitin, miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bảo (Anderson, 1992).
Khi tác nhân gây bệnh khác xâm nhập, chúng sẽ gặp một hệ thống phòng vệ bâm sinh liên quan đến các phan ứng tế bào và dịch thé bao gồm quá trình thực bảo, tạo nốt, bao bọc, tổng hợp các peptid kháng khuan, đông máu, giải phóng các protein phan ứng với stress va hệ thông hoạt hóa prophenoloxydase (proPO) dẫn đến sự melanin hóa (Takahashi và ctv, 1995; Jiravanichpaisai va ctv, 2006, Fridovich, 1995). Hoạt động của enzyme phenol oxidase (PO), enzyme superoxide dismutase (SOD), hoạt độ thực bao thường được sử dung dé đánh giá tinh trang sức khỏe và miễn dịch của tôm (Le Moullac và Haffner, 2000; Rodriguez và Le Moullac, 2000). Ø-glucan kích hoạt hệ thống miễn dịch của tôm với vai trò là protein nhận biết đặc biệt gồm lipopolysaccharide và Ø-1,3-glucan-binding protein (LGBP) và /- glucan-binding protein (@GBP) trên tế bào bạch cau, là một chìa khóa của phản ứng miễn dịch dẫn đến việc kích hoạt hệ thống proPO. Sự gia tăng biểu hiện của gen LGBP làm tăng hiệu suất hoạt động miễn dịch, các enzyme tiêu hóa và tăng trưởng.
Khi phát hiện vi khuẩn hoặc vật lạ, Ø-glucan sẽ phát tín hiệu kích thích bạch cầu có hạt thực hiện quá trình tiêu giảm hạt, giải phóng ra enzyme PO hoạt hóa hệ thống proPO sang dạng hoạt động. Enzyme này sẽ chuyên hóa phenol thành quinone và các chất trung gian khác có thể gây độc cho các vi sinh vật lạ (Sritunyalucksana và ctv, 1990). Sản phẩm cuối cùng của hệ thống proPO là melanin có đặc tính kháng khuẩn trực tiếp bằng cách bao lấy vi khuẩn hoặc vật lạ và phóng thích ra ngoài lớp vỏ kitin (Lee và Soderhall, 2002). f-glucan kích hoạt các tế bào miễn dịch (đại thực bảo, tế bào tua) bằng cách liên kết với các thụ thể trên bề mặt là dectin-1 (lectin) và toll-like receptor (TLR), complement receptor 3, scavenge receptors và lactosylceramide (Brown va Gordon, 2005).
Lectin là một ho glycoprotein hoặc protein có một hoặc nhiều vùng chức năng, nhưng có chung một vùng bám carbonhydrate. Lectin tham gia vào hàng rao đầu tiên chống lại mầm bệnh, điều khiển miễn dịch và ngăn chặn sự tự miễn. Dectin-1 nhận dạng Ø-(1,3)/(1,6)-glucan từ nam, thực vật và vi khuẩn nhưng không phan ứng với Ø-(1,4)-glucan hoặc a-mannan (Palma va ctv, 2006; Brown va ctv, 2002). Thụ thé Toll receptor (7LRs) cũng là một ho protein nhận biết tồn tại từ rất lâu ở các động vật khác nhau, có thể nhận ra các vi sinh vật đa dạng gồm nam, vi khuan, virus va động vật nguyên sinh (Chen, 2007).
77s được hoạt hóa bởi sự lây nhiễm vi khuẩn, virus và các chất kích thích hệ miễn dich. Tác dụng kích thích miễn dich của f-glucan có thé biết được thông qua mức độ biểu hiện của các gen miễn dịch dectin-1, TLR2, LGBP, BGBP. Ø-glucan có tác dụng kích thích miễn dịch trên tôm ở các giai đoạn từ ấu tring đến tôm trưởng thành. Ø-glucan không gây anh hưởng xấu đến quá trình sinh sản mà còn làm tăng khả năng kháng với virus hội chứng đốm trắng trên tôm đẻ trứng và có thé truyền khả năng này sang ấu trùng (Song và ctv 1998; Huang và ctv 1999).
Các phương pháp sử dụng Ø-glucan cho tôm như tiêm, ngâm hay trộn vào thức ăn đều có hiệu quả tăng cường khả năng miễn dịch của tôm. Đối với tôm bố mẹ hoặc tôm ôm trứng, Ø-glucan được bồ sung bằng phương pháp tiêm (Song và ctv, 1998; Huang và ctv, 1999) hoặc đường miệng (Chang vả ctv, 2000). Ngâm đối với tôm ấu trùng (Song và ctv, 1998) hoặc tôm ở giai đoạn gần trưởng thành (Sung và ctv, 1996; Pais va ctv, 2008; Campa-Córdova va ctv, 2007). Tôm ở giai đoạn PL có thé bổ sung qua đường miệng (Sajeevan va ctv, 2009).
Ảnh hưởng của Ø -glucan đối với bệnh trên tôm do vi sinh vat gây ra Loài Glucan Liều Cách dùng Hiệu quả Tăng ty lệ sông với V. indicus fC -3)-glucan 10 mg/kg Cho an parahaemolyticus L. vannamei : Tăng tỷ lệ sống với V. Ø(1-3)-glucan - Cho ăn 8 tuân Tôm con anginolytic F.
chinensis Tăng ty lệ sống với V. vannamei Ø-glucan từ S. Giảm ty lệ chết với V. 2 g/kg Cho ăn 18 ngày Tôm con cerevisiae anginolytic B (1-3)-Glucan Cho an 15 (PL) hoac , - M.
japonicus 50 mg/kg Tăng ty lệ sông với WSSV từ S. sake 100 g/kg Cho ăn 40 ngày Tăng tỷ lệ sống với WSSV Ø-glucan với khả năng tăng cường miễn dịch trở thành tâm điểm cho nhiều nghiên cứu chống lại các bệnh do vi khuẩn và virus (Bang 1.1) gây ra trên tôm. vannamei đã tăng khả năng sông sót khi tiêm mỗi tuân với liều gây chết 50% của Vibrio sp. 90-69B3 sau 4 tuần cho uống Ø-glucan ở liều 10 g/kg (Burgents và ctv, 2010).
Nghiên cứu của Chang (2011) về khả năng đáp ứng miễn dịch và tỷ lệ sống đối với Vibrio alginolyticus của L. vannamei khi kết hợp cho ăn Ø-glucan là tăng 20% tỷ lệ sống so với tôm không bổ sung Ø-glucan. Sajeevan (2006) đã cải thiện khả năng sống sót của tôm he An Độ F. indicus ở giai đoạn trưởng thành với WSSV khi cho ăn 10% sinh khối C.
sake trong 28 ngày. Tác giả Norma (2021) cũng cho kết quả về hiệu quả bảo vệ đáng kê, tỷ lệ sông sót của tôm L. vannamei là 66% với chê độ ăn bô sung Ø-glucan từ nắm men biển D. humillis khi WSSV được tiêm vào.
Tình hình nghiên cứu Ø-glucan trên thế giới và ở Việt Nam Lich sử nghiên cứu Ø-glucan trên thế giới được chia làm hai nhánh. Nhánh đầu tiên diễn ra chủ yêu ở Âu Mỹ và nhánh thứ hai tại Nhật Bản.