Nhóm các nhà khoa học của Trung tâm Công nghệ Sinh học TP.HCM đã ứng dụng thành công công nghệ sinh học để sản xuất chế phẩm chứa nano selen (SeNPs) kết hợp polysaccharide. Đáng chú ý, chế phẩm được sản xuất từ nguồn nguyên liệu là phế phẩm bã nấm men bia, có tác dụng tăng cường miễn dịch, hỗ trợ chống oxy hóa và điều trị ung thư. Đây là kết quả nghiên cứu của đề tài “Ứng dụng bức xạ chế tạo nano selen ổn định trong β-glucan và xác định khả năng tăng cường miễn dịch của chế phẩm” do PGS.TS. Lê Quang Luân làm chủ nhiệm.

Đề tài được cấp kinh phí bởi Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ, Sở Khoa học và Công nghệ TP. Hồ Chí Minh, thực hiện trong 24 tháng.

Là một nguyên tố phi kim, selen có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng ở người và động vật. Trong tự nhiên, selen tồn tại chủ yếu dưới hai dạng là selen vô cơ và selen hữu cơ. Tuy nhiên, việc sử dụng selen vô cơ hoặc hữu cơ theo phương pháp truyền thống thường kém hiệu quả, thậm chí có thể gây độc.

“Nano selen (SeNPs) có thể khắc phục các nhược điểm này của selen vô cơ và hữu cơ” – PGS. TS Lê Quang Luân khẳng định. Đồng thời, cho biết nano selen có độc tính rất thấp nên rất an toàn với con người và vật nuôi. Bên cạnh đó, nano selen còn có khả năng chống oxi hóa mạnh và đặc biệt là khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Chưa kể, nano selen còn có hoạt tính sinh học cao hơn nhiều so với các nguồn selen vô cơ hay selen hữu cơ.

Triển khai đề tài, nhóm thực hiện tập trung nghiên cứu theo hướng chế tạo nano selen bằng phương pháp chiếu xạ - một phương pháp thân thiện với môi trường và cho sản phẩm có độ tinh khiết cao. Trong quá trình sản xuất nano selen, nhóm quyết định sử dụng β-glucan (một polysaccharide có nguồn gốc từ thành tế bào các loại nấm, vi khuẩn và các loại ngũ cốc nói chung) để làm chất ổn định.

PGS.TS Lê Quang Luân giải thích: “Trong chế tạo hạt nano luôn yêu cầu phải sử dụng chất ổn định (thường là các polymer sinh học) để tránh sự kết cụm, làm gia tăng kích thước hạt nano trong quá trình hình thành cũng như trong bảo quản chế phẩm sau khi chế tạo. β-glucan sẽ đóng vai trò là một chất ổn định giúp ổn định các hạt nano selen, giảm kích thước hạt nano và chống kết tụ hạt sau quá trình chế tạo”.

Quy trình sản xuất chế phẩm chứa nano selen bắt đầu từ công đoạn tách chiết β-glucan từ thành tế bào nấm men. Cụ thể, tận dụng nguyên liệu là nguồn phụ phẩm bã nấm men bia, PGS.TS. Lê Quang Luân và các cộng sự thu được 1,3kg β-glucan từ 8,12kg thành tế bào nấm men khô. Được biết, thành tế bào bã nấm men bia có thành phần chính là β-glucan không tan trong kiềm nên mẫu β-glucan sau tách chiết có độ tinh khiết khá cao. Sau đó, nhóm tiến hành chế tạo β-glucan có khối lượng phân tử (Mw) ~ 25 kDa và tan nước bằng phương pháp chiếu xạ với liều chiếu xạ 10 kGy. Kết quả, thu được β-glucan tan nước có đặc trưng, cấu trúc không thay đổi so với β-glucan ban đầu, sử dụng làm chất ổn định trong chế tạo dung dịch SeNPs.

Bước tiếp theo, tiến hành phối trộn dung dịch Se4+ và β-glucan tan trong nước, điều chỉnh pH ~ 9 và cho vào chai thủy tinh, đậy nắp. Dung dịch Se⁴⁺/β-glucan thu được sau đó được chiếu xạ bằng tia gamma Cobalt-60 với liều chiếu xạ 8 kGy, cho dung dịch SeNPs/β-glucan. Dung dịch sau đó được để ổn định ở nhiệt độ phòng trong vòng 24 giờ.

Theo PGS.TS. Lê Quang Luân, để thu được sản phẩm SeNPs/β-glucan dạng bột, nhóm sử dụng phương pháp sấy phun do không làm tăng đáng kể kích thước hạt trong sản phẩm và có thể bảo quản lâu dài, vận chuyển và sử dụng tiện lợi.

Đặc biệt, chế phẩm SeNPs/β-glucan được sản xuất đã được nhóm nghiên cứu tiến hành các bước kiểm định. Qua đó, nhóm nghiên cứu xác định sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao, bền hơn nhiều so với acid ascorbic theo thời gian, khả năng ức chế mạnh đối với sự phát triển tế bào ung thư gan HepG2. Đặc biệt, tiến hành thử nghiệm độc tính cấp trên chuột, kết quả, với liều uống từ 160 - 960 mg/kg thể trọng cho thấy chế phẩm SeNPs/β-glucan hầu như không gây độc tính cấp và liều tối đa cho uống không gây chết (LD0) là 480 mg/kg thể trọng.

“Việc nghiên cứu chế tạo chế phẩm nano selen sử dụng β-glucan làm chất ổn định bằng phương pháp chiếu xạ là hoàn toàn mới, hứa hẹn nhiều triển vọng thương mại hóa vì sẽ có hiệu ứng kết hợp giữa selen và polysaccharide trong hướng ứng dụng trong chống oxy hóa và miễn dịch” - PGS.TS Lê Quang Luân khẳng định.