VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Tiểu luận:
Tìm hiểu về Cyclodextrins, ứng dụng và triển
vọng tương lai trong thực phẩm.

Sinh viên thực hiện:Bùi Thị Vàng Anh
Trần Thị Thu Hoài
Giáo viên hướng dẫn:TS.Nguyễn Thị Minh Tú
Hà Nội 2011

Cyclodextrins(CDs) là gì?
CDs được sản xuất từ đâu và sản
xuất như thế nào?
Tại sao CDs lại được ứng dụng trong
thực phẩm?
Tình hình ứng dụng CDs trên thế giới
hiện nay ra sao?
Các triển vọng tương lai của CDs là
gì?

Cyclodextrins là gì?

Cyclodextrins ( hay còn gọi là cycloamyloses) thuộc nhóm hợp chất được tạo thành
từ các phẩn tử đường liên kết với nhau tạo thành vòng (vòng oligosaccharides).

Cyclodextrins là hợp chất chứa từ 5 hoặc nhiều hơn các đơn vị đường α-D-
glucopyranoside theo liên kết 1-4, như trong amylose (một đoạn của tinh bột). Vòng
có chứa 5 phân tử là không tự nhiên. Gần đây phân tử cyclodextrin lớn nhất đã được

O trong lỗ
ờng kính trong ( )
ờng kính ngoài ( )
Chiều cao ( )
Thể tích lỗ hang
(ml/mol)
(ml/g)
(nm
3
)
ộ tan trong n ớc
(g/100ml, 25
0
C)
iểm nóng ch y (
0
C)
972
6
6
4,7 - 5,3
14,6
79
174
0,1
0,174
14,2
255 - 260
12,33
1135

Hedge (1998)]. Trong một môi trường axit yếu như axit hữu cơ sự thủy phân hầu như không xảy
ra. Cũng như các oligosacarit và dịch kiềm đặc (trong dung dịch NaOH 0,35N) ở 70
0
C không
thấy có sự thủy phân CD.

CD khá bền với nhiệt độ, tia UV hay IR. Với các tác nhân oxy hóa CD có thể bị oxy hóa làm mở
vòng glucoza nhưng không tạo ra focmadehyt hay axit focmic vốn là các chất độc do CD không
có tính khử.α và β-CD khá bền dưới tác dụng của enzim thủy phân amololytic trong khi đó γ –
CD bị thủy phân dễ dàng bởi α- amillaza.Nói chung các α- amillaza từ nấm mốc thủy phân CD
tốt hơn các α- amillaza từ vi khuẩn. β amilaza và glucoamilaza không thủy phân CD nhưng
cyclodextrin glucosyltransfenaza có thể thủy phân dễ dàng.Các phức CD nhìn chung bền hơn
CD trước sự thủy phân bởi enzim. Điều này có thể do một số chất khách thể ức chế enzim hoặc
cản trở không gian khiến enzim khó tiếp xúc với cơ chất CD.Ngoài ra các CD biến đổi cũng bền
hơn do nhóm thay thế không gian.[E.Scheiderman và cs (2000)].Đối với các polisacarit không có
tính khử khác CD không bị thủy phân, thậm chí ở nhiệt độ cao và trong môi trường đậm đặc.

Khả năng biến đổi hóa học:
Bằng phương pháp hóa học hoặc bằng enzim có thể thay thế các nhóm hydroxyl của CD bằng
các nhóm khác (metyl, amin, este, ete…) khi đó đường kính của CD không bị thay đổi nhưng
chiều sâu các lỗ hang giảm xuống [E.Scheiderman và cs (2000) ]. Mục đích biến đổi này là nhằn
thay đổi độ hòa tan, thay đổi khả năng tạo phức (độ bền phức, độ chọn lọc khách thể …) hoặc
thêm các nhóm chức năng đặc hiệu làm xúc tác.

CDs được sản xuất từ đâu và
sản xuất như thế nào?

Cyclodextrins (CDs) được sản xuất từ tinh bột bằng phản ứng vòng hóa các
chuỗi glucopyranoza mạch thẳng nhờ enzim cyclodextrin glycosyltransferase
(CGTase) cùng với α-amylase. Đầu tiên tinh bột được hồ hóa bằng nhiệt độ

các aldehyt, ceton, alcohol, các axit hữu cơ, các chất thơm chất khí,
các hợp chất phân cực như halogen, axitamin, amin…[Kevin B. Hicks,
1996]. Đây là hiện tượng một khách thể bị giữ, bị bao bọc trong lỗ hang
của phân tử chủ thể CDs. Ở phức này CDs được gọi là phần tử “chủ
thể” các phần tử được bao bọc bên trong được gọi là các phần tử
khách thể. Các phần tử khách thể sẽ được bao bọc một phần hay toàn
bộ vào trong lỗ hang của phần tử chủ thể CDs [Trinh, JM.(1999)]. Nhìn
chung, một phần tử CD sẽ chứa một phần tử khách thể.

Để ổn định và để bao bọc các mùi, vị, các vitamin, các màu tự nhiên có
trong thực phẩm, làm tăng giá trị sinh học của các hợp chất có hoạt tính
sinh học có trong thực phẩm, tăng chất lượng thực phẩm.

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành
phức hợp CDs
-Sự thay thế của các phân tử nước từ bên trong lỗ hang.
-Sự phóng thích của sức căng vòng tròn CD khi phức hệ được hình thành.
-Lực hút Van der Waal và sự liên kết hydrogen ảnh hưởng lẫn nhau được
thiết lập khi phức hệ được hình thành.
-Vai trò của nước trong việc hình thành và ổn định phức CDs (Hình 1)
-Tính ổn định của phức CDs có quan hệ gần gũi với đường đẳng nhiệt hút
thấm bề mặt nước (Hình 2)
-Kích thước lỗ hang khác nhau của các CDs làm cho chúng ít nhiều có tính
chọn lọc khi tạo phức với phân tử có kích thước khác nhau. Để phức
tạo thành được bền, phần tử khách thể cần được bao khít bởi lỗ hang
CDs. Các phân tử nhỏ (phân tử có ít hơn hoặc bằng 4 cacbon) liên kết
tôt với các α-CD, còn các phân tử lớn hơn sẽ liên kết tốt nhất với các
β-CDs và γ-CDs.
-Tỷ lệ giữa phân tử khách thể và CDs.
-Mối liên quan giữa độ ẩm và %các khách thể tách rời (Hình 3)


Triển vọng tương lai
của cyclodextrin


Gần đây có rất nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng các hoạt động của CD giống như các chất ức chế sẫm
màu khi được thêm vào các loại nước quả khác nhau như nước táo, nước lê và nước chuối (L´ opez-Nicol´ as et
al. 2007a,b,c).CDs dịch chuyển các hợp chất polyphenol. Một trong các nghuyên nhân làm sẫm màu (Torres-
Rivas et al. 2004;Alvarez-Parrilla et al. 2007). Tuy nhiên, polyphenol được bao bọc trong các lỗ hang
cyclodextrins là không có giá trị cho enzym polyphenol oxidase (Del Valle 2004).

Sự hiện diện của β-CD làm thay đổi nhiều tính keo của tinh bột lúa mỳ.(Kim& Hill 1984), sự biến tính của protein
kể từ khi chúng có khả năng tạo hình với các phức hệ cùng với các amino kỵ nước.(Mortensen & Jansson 2004).

Rất nhiều các thành phần chức năng có thể cả việc gia tăng các tính chất đặc biệt của chúng cho việc cải tiến
hương hay việc che dấu để tránh các nhận thức giác quan của chúng trong các sản phẩm thực phẩm khi chúng
được thêm vào.Cái được hưởng là sự quan trọng của chúng khi người tiêu dùng có cảm giác hài lòng về các tính
chất của sản phẩm cuối cùng. Các ứng dụng của CD trong kỹ thuât về mùi xứng đáng là một chú ý đặc biệt.
Bằng sự định hình bao gồm các phức hệ với cyclodextrin, các tác nhân mùi có thể là những nhân tố ngang bằng
nhau.Lời đề nghị này là một tiềm năng to lớn cho việc bảo vệ các tính chất hương dễ bay hơi và dễ phân hủy
hiện diện trong các hệ thống thực phẩm xuyên suốt quy trình sản xuất giống như quy trình làm lạnh, quy trình làm
tan chảy, vi sóng, nấu và thanh trùng.(Jouquand et al. 2004)

Bao bọc hương bên trong CD cải tiến quy trình hốn hợp. Điều này được chứng minh trong việc bảo vệ các tác
động của các tác nhân làm bay hơi trong suốt quá trình đốt nóng (Qi & Hedges 1995).

Sự bao bọc của nutraceutical thu hút bởi chất béo và các cấu thành oxy-chất dễ bay hơi bên ngoài CDs bảo vệ
chúng từ các quy trình oxidative.Các acids béo không chứa các cholesterol thiết yếu có thể tác động trở lại bởi
sự hình thành của phức hệ với CDs. Khá nhiều nghiên cứu cũng đã chỉ ra rằng để xác định sự thực hiện của các
CDs thu được các tác động chống oxy hóa trên phân tử linoleic (Regiert 2007)