Chondroitine Sulfate (CS) là một glycosaminoglycan (GAG) gồm các đơn vị disaccharide lặp lại của galactosamine và axit glucuronic. GAG được tìm thấy có hàm lượng cao trong các mô sụn. Glucosamine (GS) là một amino monosacarit được tổng hợp trong cơ thể người và sinh vật từ glucose thông qua con đường hexosamine và nó xuất hiện tự nhiên trong các mô liên kết góp phần duy trì tính linh hoạt và tính đàn hồi của các mô này. CS giúp duy trì khả năng chịu nén của sụn, cải thiện chức năng và khả năng vận động của khớp, cũng như làm giảm sự tiến triển của viêm khớp và giảm đau khớp. Ngoài ra, CS còn kích thích tổng hợp collagen và proteoglycan và các thành phần cơ bản của sụn mới. Trong khi, GS là tiền chất trong sản xuất sụn, màng nhầy và dịch khớp. Do đó, chúng được sử dụng để điều trị hoặc làm giảm các triệu chứng viêm xương khớp. Bên cạnh việc được tổng hợp trong cơ thể, C0S có thể được tìm thấy nhiều trong sụn vây cá mập, sụn gà, sụn chân gà, còn GS thì lại chủ yếu được sản xuất công nghiệp từ chitin, chitosan hoặc polysacarit, là các loại nguyên liệu sẵn có trong vỏ cứng của động vật giáp xác như tôm, cua và mực, cũng như chân gà… Ở Việt Nam, người trên 40 tuổi có tần suất thoái hóa khớp trung bình là 66%. Khoảng 23-29 phụ n Việt Nam trên 50 tuổi có triệu chứng lo ng xương, tỷ lệ này tương đương với các nước Âu Mỹ. Theo số liệu báo cáo của Vinmec năm 2019, ở Việt Nam cứ 100 người thì có 10,41 người bị bệnh về xương khớp và có tới 30 % trong số người bệnh bị viêm khớp dạng thấp. Do vậy nhu cầu sử dụng GS-CS và các sản phẩm giầu CS-GS để tăng cường sức khỏe xương khớp của của người dân Việt Nam là rất lớn. Năm 2017, đàn gia cầm cả nước đạt 385,46 triệu con và ước tính đến năm 2020, số lượng gia cầm tăng lên khoảng 397,9 triệu con. Nguồn phụ phẩm sau quá trình giết mổ, sản xuất thịt như xương, sụn, đặc biệt là chân gà là rất lớn, sẽ là một nguồn nguyên liệu phong phú cho ngành công nghiệp sản xuất CS và GS.

Do vậy, nhóm nghiên cứu Viện Công nghệ sinh học và Hóa dược NOVA do TS. Đặng Trần Hoàng làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chế phẩm và thực phẩm chức năng giàu Glucosamine và Chondroitin sulfate (CS) từ phụ phẩm của quá trình chế biến gia cầm”, với các mục tiêu xây dựng được quy trình công nghệ, mô hình thiết bị và sản xuất được các chế phẩm GS và CS từ phụ phẩm chế biến gia cầm qui mô 150-200 kg/mẻ; xây dựng được 2 quy trình công nghệ ứng dụng các chế phẩm GSvà CS tạo thành trong sản xuất thực phẩm chức năng; sản xuất được 200 kg chế phẩm GS 60%, 200 kg chế phẩm CS 40%, 20.000 chai nước uống và 300.000 viên nang giầu GS và CS.

Từ các kết quả thu được ở trên, chúng tôi rút ra được một số kết luận sau:

1. Đã tiêu chuẩn hóa được nguồn nguyên liệu chân gà cho sản xuất các chế phẩm CS và GS. Chân gà hoặc khuỷu chân gà công nghiệp đảm bảo chất lượng cho sản xuất thực phẩm theo TCVN 7046-2009 và có tỷ lệ sụn >9,5.

2. Đã xác định được các điều kiện thích hợp cho quá trình xử lý, thủy phân, tinh sạch và thu hồi chế phẩm CS: Trích ly CS của sụn chân gà bằng chế phẩm papain SCIYU Biotech, tỷ lệ sụn chân gà so với nước là 1:6w/v, tỷ lệ enzyme so với sụn chân gà 0,8 w/w, nhiệt độ thủy phân 600C, thời gian 12h cho hiệu suất trích ly CS lớn nhất đạt 90,6. Lọc UF 8-10 kDA để thu hồi dịch CS cô đặc từ dịch trích ly sụn chân gà với hiệu suất thu hồi CS cao 92,6. Dịch sau khi cô đặc được sấy phun thu nhận chế phẩm CS có độ tính khiết 41.8.

3. Đã xác định được các điều kiện thích hợp cho quá trình xử lý, thủy phân dịch chiết, tinh sạch và thu hồi chế phẩm GS: Khử khoáng bột chân gà bằng gà bằng axit HCl 1N, với tỷ lệ bột chân gà/HCl 1N là 1:10w/v, trong 5h, ở 40oC, khử protein paste chân gà bằng chế phẩm enzyme Alcalase với tỷ lệ nguyên liệu so với nước là 1:8 w/v, tỷ lệ Alcalase so với nguyên liệu là 0,8 w/w, ở nhiệt độ 55oC, trong thời gian 8h. Thủy phân paste chân gà đ khử khoáng và protein bằng hỗn hợp 2 chế phẩm enzyme Chitinase và Celluclast, tỷ lệ cơ chất:nước 1:12v/v (tính theo paste chân gà khô), tỷ lệ chế phẩm hỗn hợp enzyme so với nguyên liệu là 1,0 w/w, ở nhiệt độ 40 oC, trong 18h. Cô đặc chân không dịch thủy phân GS ở 50oC, 250 mBar. Kết tinh GS từ dịch thủy phân GS cô đặc bằng ethanol 96 v/v với tỷ lệ 1:6 w/v, ở 4oC, trong 16h để tạo tinh thể GS, sau khi sấy thu nhận chế phẩm GS 60.

4. Đã xây dựng được 2 quy trình công nghệ và 2 mô hình sản xuất chế phẩm CS 40 và GS 60 từ chân gà quy mô 200 kg nguyên liệu/mẻ. Đã sản xuất thử nghiệm được 211,8 kg chế phảm CS 40 và 205,9 kg GS 60. Các chế phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng và có các chỉ tiêu ATTP đáp ứng quy định hiện hành.

5. Đã xây dựng được 2 quy trình công nghệ ứng dụng chế phẩm CS và GS trong sản xuất thực phẩm bảo vệ sức khỏe. Đã sản xuất được 20.228 chai đồ uống Bone Extra Sol và 303.944 viên nang Bone Care Aktiv có chứa hoạt chất CS và GS. Các sản phẩm đều đã được xây dựng cơ sở và công bố chất lượng tại Cục ATTP-BYT theo quy định hiện hành.

Viện Công nghệ sinh học và Hóa dược NOVA đề nghị được tiếp tục triển khai Dự án sản xuất thử nghiệm các chế phẩm CS và GS 60 và ứng dụng cho sản xuất một số thực phẩm chức năng giầu CS-GS từ phụ phẩm chế biến gia súc, gia cầm và thủy, hải sản để tiếp nối và hoàn thiện các kết quả nghiên cứu của đề tài.