Trehalose – đường không khử bảo vệ protein khi đông khô

Trehalose (α,α-trehalose, mycose) là disaccharid gồm hai phân tử glucose nối với nhau qua hai nhóm hydroxyl bán acetal (liên kết α-1,1), công thức C₁₂H₂₂O₁₁, thương mại ở dạng dihydrat. Là đường không khử, trehalose nổi bật với vai trò bảo vệ protein khi đông khô, đặc biệt trong thuốc tiêm sinh học.

Thông tin nhanh

Ứng dụng

• Bảo vệ khi đông khô (lyoprotectant) cho protein, đặc biệt trong thuốc tiêm; ổn định kháng thể đơn dòng. (Ngoài sách) Hiện là tá dược trong nhiều kháng thể đơn dòng đông khô và dạng dung dịch lưu hành trên thị trường.
• Ổn định liposome trong quá trình đông–rã đông và đông khô; ổn định tế bào máu.
• Tá dược cho viên thử xét nghiệm; mỹ phẩm; chế phẩm dùng ngoài (ví dụ vi cầu trehalose–hydroxyethylcellulose).
• Trong thực phẩm: chất tạo ngọt nhẹ, giữ ẩm, ổn định cấu trúc.

Vì sao trehalose bảo vệ tốt: nhiệt độ chuyển thủy tinh của pha vô định hình khan cao (khoảng 120 °C) giúp bánh đông khô giữ trạng thái thủy tinh bền; là đường không khử nên không gây phản ứng Maillard (hóa nâu) với acid amin, protein; bền hơn các disaccharid khác ở pH thấp.

Mô tả và tính chất

• Tinh thể trắng hoặc gần trắng, hầu như không mùi, vị ngọt bằng khoảng 45% sucrose.
• pH dung dịch 30% kl/tt: 4,5–6,5; năng suất quay cực riêng khoảng +179,7° (dung dịch 5%).
• Dihydrat: “nóng chảy” khoảng 97 °C (bản chất quá trình này – gồm cả chuyển thành dạng khan – còn tranh luận); độ ẩm khoảng 9,5%. Dạng khan kết tinh nóng chảy khoảng 203 °C (có tài liệu ghi 215 °C).
• Tan trong nước; rất ít tan trong ethanol 95%; thực tế không tan trong ether.
• α,α-trehalose là đồng phân tự nhiên duy nhất; neotrehalose (α,β) và isotrehalose (β,β) được tổng hợp và có bán thương mại.

Độ ổn định và bảo quản

• Tương đối ổn định: ở 60 °C trong 5 giờ mất không quá 1,5% nước (nước kết tinh của dihydrat vẫn giữ lại).
• Bột để hở có thể hóa lỏng ở độ ẩm tương đối cao (≥ 90%).
• Bảo quản trong bao bì kín, nơi khô mát.

Tương kỵ

Tương kỵ với chất oxy hóa mạnh, nhất là khi có nhiệt.

Sản xuất

Sản xuất từ tinh bột đã hóa lỏng qua quy trình enzym nhiều bước; sản phẩm thương mại ở dạng dihydrat.

An toàn và thao tác

• Dùng trong mỹ phẩm, thực phẩm, thuốc tiêm và không tiêm; nhìn chung được xem là tương đối không độc, không kích ứng khi dùng làm tá dược.
• Trong ruột, trehalose bị enzym trehalase thủy phân nhanh thành glucose. Một số ít người thiếu trehalase (bẩm sinh hoặc mắc phải) có thể khó chịu đường ruột khi ăn quá nhiều do trehalose chưa tiêu hóa gây tác dụng thẩm thấu; lượng nhỏ vẫn dung nạp tốt.
• Khả năng gây sâu răng thấp hơn đáng kể so với sucrose.
• LD₅₀ (uống) > 5 g/kg ở chó, chuột nhắt, chuột cống; (tĩnh mạch) > 1 g/kg.
• Thao tác theo biện pháp phòng ngừa thông thường; dùng kính bảo hộ và găng tay.

Tình trạng pháp lý

• GRAS tại Mỹ; được phép dùng trong một số ứng dụng thực phẩm tại Anh.
• Theo sách: có trong công thức thuốc nghiên cứu dạng tiêm và không tiêm. (Ngoài sách) Nay đã có trong nhiều thuốc sinh học được cấp phép.

Chất liên quan: isotrehalose (β,β-trehalose, CAS 499-23-0), neotrehalose (α,β-trehalose, CAS 585-91-1); xem thêm sucrose, maltose, mannitol trong vai trò tá dược đông khô.

Nguồn tham khảo

Nội dung được CPC1 biên soạn, tóm lược có chọn lọc từ chuyên luận Trehalose trong:
Rowe R.C., Sheskey P.J., Owen S.C. (chủ biên). Handbook of Pharmaceutical Excipients, ấn bản 5.
Pharmaceutical Press (London) & American Pharmacists Association (Washington DC), 2006.
Bài viết không sao chép nguyên văn tài liệu gốc; các số liệu kỹ thuật được dẫn lại từ tài liệu này.

Ảnh minh họa: công thức cấu tạo do CPC1 vẽ lại từ dữ liệu cấu trúc hóa học công khai.

Lưu ý: thông tin mang tính tham khảo cho người làm chuyên môn bào chế, dựa trên ấn bản năm 2006.
Tiêu chuẩn chất lượng và tình trạng pháp lý có thể đã thay đổi — luôn đối chiếu dược điển và quy định
hiện hành trước khi sử dụng.