Gôm – chất nhầy

I. NGUỒN GỐC VÀ VAI TRÒ SINH LÝ CỦA GÔM VÀ CHẤT NHẦY.

            Gôm tạo thành trên cây là do sự biến đổi của màng tế bào. Thường thì sự biến đổi đó xảy ra ở những mô đã già và những mô đó chuyển thành gôm, nhưng có khi những tế bào non cũng bị biến đổi. Ở những cây thân gỗ, gôm tạo thành do sự biến đổi những tế bào phần tủy hoặc tế bào gần vùng tầng sinh gỗ rồi chảy ra ngoài theo các kẽ hở như lỗ sâu đục, vết chặt … ví dụ trường hợp cây mận. Ở những nơi khô hanh, một số cây tiết ra gôm khi mùa mưa đến ví dụ trường hợp cây Acacia verek mọc ở Ai Cập vùng ven sa mạc, ở đây nửa năm không mưa. Khi mưa xuống, cây tiết ra gôm ở tầng sinh gỗ. Khi khô vỏ cây nứt nẻ, gôm theo kẽ hở tiết ra ngoài. Đó là gôm arabic.

            Như vậy gôm có nguồn gốc bệnh lý, cây tiết ra gôm là một phản ứng đối với điều kiện không thuận lợi.

            Một số hạt như hạt lanh, hạt một số cây họ Hoa môi, khi gieo xuống đất thì sự hóa nhầy xảy ra ở toàn bộ bên ngoài của hạt làm cho hạt giữ nước cần thiết trong quá trình nảy mầm. Có khi chất nhầy là chất dự trữ cho sự phát triển của bộ phận trên mặt đất, đó là trường hợp một số cây họ Lan – Orchidaceae mọc về mùa xuân, ví dụ cây Bạch cập. Ở các loài tảo, chất nhầy tạo thành từ những chất gian bào do đó những chất nhầy gần với pectin hơn.

            Như vậy chất nhầy là thành phần cấu tạo của tế bào bình thường. Trong một số cây, chất nhầy chỉ có mặt trong một số tế bào của mô, ví dụ bố chính sâm.

            Ta cũng cần biết rằng không có ranh giới thật rõ rệt giữa gôm và chất nhầy. Có thể quan niệm gôm là sản phẩm thu được dưới dạng rắn từ các kẽ nứt tự nhiên hay vết rạch của cây, còn chất nhầy là sản phẩm có thể chiết ra từ nguyên liệu bằng nước.

            Chúng ta cũng cần phân biệt giữa gôm và chất nhựa. Về mặt hình dáng bên ngoài thì nhựa giống gôm và cũng chảy ra từ kẽ nứt, lỗ sâu đục hoặc vết rạch trên cây, ví dụ nhựa cánh kiến trắng nhưng nếu đốt cháy, nhựa có mùi thơm còn gôm có mùi giấy cháy. Nhựa không tan trong nước nhưng dễ tan trong dung môi hữu cơ còn gôm và chất nhầy khi cho vào trong nước sẽ nở ra và tan. Về mặt hóa học, gôm và chất nhầy thuộc về polysaccharid còn nhựa thuộc nguồn gốc terpen.

            Người ta có thể chia gôm và chất nhầy thành 3 nhóm theo cấu tạo hóa học.

            Nhóm trung tính: Nhóm này về mặt cấu tạo hóa học là những glactomannan hoặc glucomannan. Galactomannan là các polysaccharid mà phân tử gồm các gốc D-mannose và D-galactose, glucomannan là các polysaccharid mà các phân tử gồm các gốc D-mannose và D-glucose. Galactomannan của mỗi loại cây thì khác nhau về tỉ lệ giữa các gốc galactose và mannose, khác nhau về cấu trúc và phân tử lượng. Mạch chính của các phân tử thì dài và gồm các gốc D-mannopyranose nối với nhau còn mạch nhánh thì ngắn và có cấu tạo bởi đường D-galactopyranose. Ví dụ Guaran thì tỉ lệ giữa mannose và galactose là 2:1, phân tử gồm một mạch chính dài gồm các đơn vị manose nối với nhau theo dây nối b-(1®4) và mạch nhánh là đơn vị galactopyranose nối theo dây nối a-(1®6)

            Một số galactomannan khác thì có tỉ lệ giữa mannose và galactose là 3:1, 6:1. Loại galactomannan hay gặp ở hạt một số cây họ Đậu, ví dụ galactomannan của hạt cây cốt  khí- Cassia occidentalis L. (đã được xác định cấu trúc năm 1975).

            Glucomannan thì hay gặp trong họ Huệ Tây-Liliaceae, họ Lan -Orchidaceae. Về mặt cấu trúc thì loại này ít được biết.

            Nhóm acid, thành phần có acid uronic: Đại diện cho nhóm này là gôm tiết ra ở thân cây, ví dụ gôm arabic. Phân tử polysaccharid của gôm arabic có phân tử lượng khoảng 250.000, phân nhánh nhiều và cấu tạo bởi các đơn vị D-galactopyranose, L-arabinose, L-rhamnose, acid D-glucuronic theo tỉ lệ 3:3:1:1, trong đó mạch chính gồm những đơn vị D-galactopyranose nối với nhau theo dây nối b-(1®3).

            Hàng năm thế giới sản xuất đến 10.000 tấn acid alginic

            Nhóm acid, có thành phần gốc sulfat. Đại diện cho nhóm này là thạch- Agar Agar.   

            Thạch là sản phẩm chế từ một số loài tảo biển. Thành phần của thạch chứa chừng 70-80% polysaccharid, 10-20%nước, 1,5-4% chất vô cơ. Phần polysaccharid cấu tạo bởi các gốc D- và L- galactose, 3, 6-anhydrogalactose, các pentose, acid glucuronic và các gốc sulfat. Người ta chia ra 2 loại polysaccharid khác nhau: agarose và agaropectin.

            Agarose là polysaccharid cấu tạo bởi các gốc b-D-galactopyranose theo dây nối (1®3) luân phiên với 3, 6 -anhydro a-L-galactopyranose theo dây nối (1®4) (đường đôi này có tên là agarobiose) ngoài ra còn có mặt các đon vị D-galactose mang nhóm 6-O-methyl và một lượng rất ít D-xylose. Agarose chiếm khoảng 55-66% và có thể tách bằng cách kết tủa với polyethylen glycol.

            Agaropectin thì chiếm khoảng 40% của toàn bộ polysaccharid, có cấu trúc phức tạp. Thành phần có acid glucuronic, D-galactose, 3,4-anhydro L-galactose. Một phần của các đơn vị đường được ester hóa với acid sulfuric.

II. TÍNH CHẤT

            Gôm và chất nhầy hòa tan trong nước tạo thành dung dịch keo có độ nhớt cao, hoàn toàn không tan trong các dung môi hữu cơ như ether, benzen, chloroform. Độ tan trong cồn thay đổi tùy theo độ cồn và tuỳ theo loại gôm hay chất nhầy, cồn cao độ thì không tan. Gôm và chất nhầy bị tủa bởi chì acetat trung tính hoặc kiềm và khác pectin ở chỗ không bị tác động enzym pectinesterase. Gôm và chất nhầy có tính quang hoạt. Loại gôm và chất nhầy nào có cấu tạo chuỗi thẳng thì tạo được màng nhưng ít có tính dính, trái lại loại nào có cấu tạo phân nhánh thì khó tạo màng nhưng có tính dính cao. Độ nhớt của dung dịch thuộc nhóm trung tính thì thay đổi ít theo pH còn nhóm acid thì thay đổi theo pH. Chất nhầy bắt màu xanh với methylen nên có thể lợi dụng để định tính chất nhầy trên vi phẫu thực vật.

III. ĐÁNH GIÁ  MỘT DƯỢC LIỆU CHỨA GÔM HOẶC CHẤT NHẦY.

            Để đánh giá một dược liệu chứa gôm hay chất nhầy ta có thể dựa vào phương pháp tủa bằng cồn rồi lọc, sấy, cân. Có thể tủa bằng chì acetat. Người ta còn đánh giá bằng phương pháp đo độ nhớt. Một số dược điển quy định việc đánh giá một số dược liệu chứa chất nhầy dựa trên chỉ số nở: chỉ số nở là thể tích tính bằng ml mà 1gam dược liệu khi nở trong nước chiếm được. Thí nghiệm tiến hành trong những điều kiện quy định: kích thước ống đong, lượng dược liệu, độ nhỏ của dược liệu, thời gian ngâm, nhiệt độ … Dược điển Pháp (năm 1972) quy định phương pháp đánh giá một dược liệu chứa chất nhầy như sau: tiến hành trong một ống đong có 20cm chiều cao và 2 cm đường kính, chia thể tích bắt đầu từ đáy. Cho 1 gam dược liệu để nguyên hay nghiền nhỏ vào ống, thêm 25 ml nước, đậy nút. Lắc nhẹ đều lúc đầu, sau đó thỉnh thoảng lắc trong vòng 1 giờ. Để yên 6 giờ ở nhiệt độ 15-20O . Thể tích theo ml mà dược liệu bao gồm cả chất nhầy chiếm được chính là chỉ số nở.

            Để tách gôm hoặc chất nhầy trong dược liệu, có thể dựa vào độ hòa tan trong nước rồi thêm cồn cao độ để tủa, tách riêng rồi tinh chế bằng phương pháp thẩm tích.

            Muốn biết thành phần monosaccharid trong cấu trúc của gôm hay chất nhầy, ta có thể tiến hành thủy phân rồi xác định các monosaccharid bằng phương pháp sắc ký. Muốn thủy phân người ta đun gôm hoặc chất nhầy với acid sunfuric 2N. Dung dịch đã thủy phân sau khi trung hòa bằng bari hydroxyd dùng để phân tích sắc ký.

IV. ỨNG DỤNG.

            Gôm và chất nhầy được ứng dụng trong kỹ nghệ dệt, thực phẩm … Trong bào chế khoa gôm thường được dùng làm chất nhũ hóa, làm tá dược. một số dược liệu chứa chất nhầy thường có tác dụng chữa ho và làm chóng lành các vết thương, vết loét. Thạch (Agar-Agar) dùng để chữa táo bón và để chế môi trường nuôi cấy trong khoa vi sinh.

            Alginat có tính chất trương nở, không hấp thu ở ruột gây cảm giác đầy bụng nên hay dùng để chống bệnh béo phì. Trong trường hợp kẹt môn vị không nên dùng. Dung dịch keo alginat có tính dính bám và bao nên ứng dụng để trị loét và bảo vệ niêm mạc đường tiêu hóa. Calci alginat có tính cầm máu nhanh được dùng khi chảy máu cam, chảy máu răng hoặc các trường hợp chảy máu do bị thương tích.

            Trong kỹ nghệ dược phẩm, acid alginic và alginat được dùng làm tá dược rã trong viên nén, chất ổn định nhũ dịch các kem và thuốc mỡ.

            Trong mỹ phẩm, tính chất nhũ hóa và giữ nước của alginat cũng được khai thác. Trong công nghiệp thực phẩm một lượng lớn alginat được tiêu thụ, ngoài ra các ngành khác như vải sợi, sơn, giấy … cũng cần đến alginat.