Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ Giáo dục - Đào tạo Cao đẳng - Đại học Thử nghiệm sử dụng oligochitosan trong bảo quản măng tây tươi ...

Tài liệu Thử nghiệm sử dụng oligochitosan trong bảo quản măng tây tươi

.PDF
89
357
56

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -------- NGUYỄN THỊ HƢƠNG THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG OLIGOCHITOSAN TRONG BẢO QUẢN MĂNG TÂY TƯƠI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD: TS. VŨ NGỌC BỘI Nha Trang, tháng 07 năm 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Đồ án này Trƣớc hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm, Phòng Đào tạo niềm kính trọng, sự tự hào đƣợc học tập tại Trƣờng trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin đƣợc giành cho cô: TS. Vũ Ngọc Bội Trƣởng khoa Công nghệ Thực phẩm - Trƣờng Đại học Nha Trang đã tài trợ kinh phí, tận tình hƣớng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Xin cám ơn: ThS. Thái Văn Đức - Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, ThS. Nguyễn Thị Mỹ Trang - Bộ môn Đảm bảo Chất lƣợng và An toàn Thực phẩm và các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quí báu để công trình nghiên cứu đƣợc hoàn thành có chất lƣợng. Đặc biệt, xin đƣợc ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Thực phẩm và tập thể cán bộ trong Các phòng thí nghiệm - Trung tâm Thực hành Thí nghiệm - Trƣờng Đại học Nha Trang đã giúp đỡ nhiệt tình và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đồ án này. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, ngƣời thân và các bạn bè đã tạo điều kiện, động viên khích lệ để tôi vƣợt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COS : Oligochitosan PTLT : Phân tử lƣợng thấp VSVHK : Vi sinh vật hiếu khí DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Tên bảng Mô tả tiêu chuẩn cảm quan cho măng tây nguyên liệu Bảng hệ số quan trọng của các chỉ tiêu cảm quan của măng tây Chi phí nguyên vật liệu cho sản xuất 100g oligochitosan Sơ bộ tính toán chi phí nguên vật liệu cho 100g Oligochitosan Trang 34 35 48 49 Tổng điểm trung bình chung cảm quan theo thời Bảng 3.3 gian bảo quản của các mẫu măng tây xử lý bằng oligochitosan với nồng độ khác nhau 51 DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình Tên hình Trang Hình 1.1 Hình ảnh về Chitin 3 Hình 1.2 Hình ảnh về Chitosan 5 Hình 1.3 Minh họa cơ chế cắt mạch chitosan bằng H2O2 19 Hình 1.4 Hình ảnh măng tây xanh 28 Hình 1.5 Hình ảnh măng tây trắng 28 Hình 1.6 Hình ảnh măng tây tím 29 Hình 2.1 Hình ảnh về măng tây nguyên liệu 32 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan 33 Hình 2.3 Hình ảnh về chitosan đồ án 34 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình sản xuất Oligochitosan 37 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 3.1 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân chitosan Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ cồn để kết tủa oligochitosan Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ COS để bảo quản măng tây Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian bảo quản măng tây Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến hiệu quả thủy phân chitosan Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất 38 39 40 41 43 44 thu hồi Oligochitosan Hình 3.3 Hình 3.4 Ảnh hƣởng của nồng độ cồn đến hiệu suất thu hồi oligochitosan Sơ đồ quy trình sản xuất Oligochitosan 45 47 Sự thay đổi về mức độ hao hụt khối lƣợng theo Hình 3.5 thời gian bảo quản của các mẫu măng tây xử lý 50 bằng oligochitosan với nồng độ khác nhau Ảnh hƣởng của nồng độ COS đến chất lƣợng cảm Hình 3.6 quan của các mẫu măng tây xử lý bằng 51 oligochitosan với nồng độ khác nhau Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Ảnh hƣởng COS 0,8% đến tổng số vi sinh vật hiếu khí trên bề mặt măng tây sau 10 ngày bảo quản Sự biến đổi chất lƣợng cảm quan của măng tây theo thời gian bảo quản Sơ đồ quy trình bảo quản măng tây nguyên liệu 53 54 55 MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN ................................................................................... 3 1.1. Giới thiệu về chitin ......................................................................................... 3 1.2. Tổng quan về Chitosan ................................................................................... 4 1.3. Sơ lƣợc về Chitosan oligosaccharide .............................................................. 7 1.4. Ứng dụng của chitin, chitosan và COS ........................................................... 8 1.5.Tình hình nghiên cứu sản xuất của chitin- chitosan- COS ............................. 15 1.6. Tổng quan về nghiên cứu sản xuất chitosan phân tử lƣợng thấp hoặc COS .. 17 1.7. Tổng quan về một số phƣơng pháp bảo quản rau sau thu hoạch. .................. 20 1.8. Tổng quan về măng tây ................................................................................. 26 CHƢƠNG II. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .... 32 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU .................................................................................. 32 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................. 34 2.2.1. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan ............................................................ 34 2.2.2. Phƣơng pháp phân tích hóa học .............................................................. 36 2.2.3. Phƣơng pháp phân tích vi sinh ................................................................ 36 2.2.4. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm ................................................................... 37 2.2.4.1. Quy trình dự kiến sản xuất oligochitosan ............................................. 37 2.2.4.2. Bố trí thí nghiệm .................................................................................. 38 2.3. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ............................... 41 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN........................... 43 3.1. SẢN XUẤT OLIGOCHITOSAN THEO QUY TRÌNH SỬ DỤNG H2O2 ... 43 3.1.1. Xác định thời gian thủy phân chitosan bằng H2O2 .................................. 43 3.1.2. Xác định nồng độ cồn sử dụng để kết tủa oligochitosan ......................... 45 3.1.3. Đề xuất quy trình thủy phân chitosan để thu nhận oligochitosan ............ 46 3.1.4. Tính toán sơ bộ chi phí nguyên vật liệu .................................................. 48 3.2. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG OLIGOCHITOSAN ĐỂ BẢO QUẢN MĂNG TÂY ..................................................................................................................... 49 3.2.1. Xác định tỷ lệ COS sử dụng xử lý măng tây ........................................... 49 3.2.2. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của oligochitosan 0,8% trong quá trình bảo quản măng tây ............................................................................................ 53 3.2.3. Xác định thời gian bảo quản măng tây .................................................... 54 3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN MĂNG TÂY NGUYÊN LIỆU ....... 55 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN .................................................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................... 59 PHỤ LỤC -1- LỜI MỞ ĐẦU Măng tây là một loại rau có giá trị dinh dƣỡng và giá trị kinh tế cao. Hiện măng tây đƣợc phát triển canh tác và trở thành loại cây trồng có giá trị kinh tế cao, giúp xóa đói giảm nghèo ở một số địa phƣơng nhƣ Ninh Thuận, Bình Thuận,…Do giàu dinh dƣỡng nên măng tây dễ bị hƣ hỏng. Hiện ngƣời dân chủ yếu bảo quản theo phƣơng pháp tự nhiên nên thời gian bảo quản măng tây ngắn. Oligochitosan là một dạng oligosaccharid cờ nguồn gốc từ vỏ tôm, có khả năng tan trong nƣớc, độ nhớt thấp, phân tử lƣợng nhỏ, có hoạt tính sinh học: chống vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, tăng sức đề kháng, điều hòa lƣợng, chống ung thƣ máu, chống oxy hóa, chống bƣớu, chống bệnh tim mạch... [14]. Hiện oligochitosan bƣớc đầu đã đƣợc một số tác giả nghiên cứu sử dụng trong bảo quản thịt, cá, dứa, thanh long,… Kết quả của các nghiên cứu này cho thấy oligochitosan an toàn với ngƣời sử dụng và có thể sử dụng trong bảo quản rau quả. Vì những tính năng ƣu việc trên nên việc nghiên cứu và ứng dụng oligochitosan trong nhiều lĩnh vực nông nghiệp đặc biệt là bảo quản rau quả đang đƣợc nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Từ cơ sở trên, đƣợc phép của Khoa Công nghệ Thực phẩm và Giáo viên hƣớng dẫn, em thực hiện đề tài “Thử nghiệm sử dụng oligochitosan trong bảo quản măng tây tươi”. Mục đích của đề tài đánh giá khả năng sử dụng oligochitosan để kéo dài thời gian bảo quản nguyên liệu măng tây. Nội dung của đề tài bao gồm: 1) Sản xuất oligochitosan theo quy trình thủy phân bằng H2O2; 2) Thử nghiệm sử dụng oligichitosan trong bảo quản măng tây tươi; 3) Đề xuất quy trình bảo quản măng tây tươi bằng oligichitosan; Ý nghĩa khoa học của đề tài: -2- Đề tài lần đầu nghiên cứu sử dụng oligichitosan (COS) trong xử lý măng tây nhằm ức chế vi khuẩn sống bám trên thân măng. Kết quả nghiên cứu đề tài là các số liệu mới về khả năng sử dụng COS trong bảo quản rau quả. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Kết quả của đề tài góp phần mở ra một hƣớng mới trong việc ứng dụng COS trong công nghệ bảo quản măng tây nguyên liệu và là cơ sở để các doanh nghiệp chế biến rau quả sử dụng các chất ức khuẩn tự nhiên, không độc trong bảo quản măng tây sau thu hoạch. -3- CHƢƠNG I. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu về chitin Chitin là polyme hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose. Chitin ít khi ở dạng tự do mà luôn liên kết với protein dƣới dạng phức hợp, cacbonat canxi và nhiều hợp chất hữu cơ khác, gây khó khăn cho việc tách chiết. Chitin là một polysaccharit đƣợc cấu tạo bởi các monosaccharit liên kết với nhau bằng cầu nối 1,4- glucosid. Hình 1.1. Hình ảnh về Chitin Chitin có cấu trúc hóa học giống cellulose và có thể xem là một dẫn xuất của cellulose với nhóm acetamide ở cacbon số 2. [1] Công thức cấu tạo: Công thức phân tử của chitin: (C8H13O5N)n -4- Trong đó n: thay đổi tùy thuộc từng loại nguyên liệu, chẳng hạn. Tôm thẻ: n=400-500, Tôm hùm: n=700-800, Cua: n=500-600. Phân tử lƣợng trung bình của chitin: (203,09)n Chitin đóng vai trò là thành phần chính tạo nên độ cứng chắc của vỏ của giáp xác. Chitin đƣợc tách chiết lần đầu tiên vào năm 1811 bở nhà dƣợc hóa học ngƣời Pháp Henri Braconnot từ nấm ( Braconnot, 1811). [1] Tính chất của chitin [1], [2] Chitin có màu trắng, cũng giống cellulose, chitin có tính kỵ nƣớc cao (đặc biệt đối với α-chitin) và không tan trong nƣớc, trong kiềm, trong acid loãng và và các dung môi hữu cơ nhƣ ête, rƣợu. Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc chặt chẽ, có liên kết trong và liên kết phân tử mạnh thông qua các nhóm hydroxyl và acetamide. Tuy nhiên, β-chitin thì không giống nhƣ α-chitin, có tính nở với nƣớc cao. Chitin hòa tan đƣợc trong dung dịch acid đậm đặc nhƣ HCl, H3PO4 và dimethyacetamide chứa 5% lithium chloride. Chitin tự nhiên có độ deacetyl dao động trong khoảng từ 8-12% phân tử lƣợng trung bình lớn hơn 1 triệu dalton. Tuy nhiên, chitin chiết rút từ vi sinh vật thì có phân tử lƣợng thấp, chỉ khoảng vài chục ngàn dalton. Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đặc thì chitin bị khử mất gốc acetyl tạo thành chitosan. Khi đun nóng chitin trong dung dịch HCl đặc thì chitin sẽ bị thủy phân tạo thành các phân tử glucosamin có hoạt tính sinh học cao. 1.2. Tổng quan về Chitosan Chitosan là một dẫn xuất của chitin đƣợc hình thành khi tách nhóm acetyl (quá trình deacetyl hóa chitin) khỏi chitin nên chitosan chứa rất nhiều nhóm amino. Chitosan đƣợc phát hiện lần đầu tiên bởi Rouget vào năm 1859. Chitosan thƣờng ở dạng vẩy hoặc dạng bột có màu trắng ngà. Công thức cấu tạo của chitosan gần giống nhƣ chitin và cellulose, chỉ khác là chitosan chứa nhóm amin ở cacbon thứ 2. [1] -5- Hình 1.2. Hình ảnh về Chitosan Công thức cấu tạo: Công thức phân tử của chitosan: [C6H11N]n Phân tử lƣợng trung bình của chitosan: M= (161,07)n Phân tử lƣợng của chitosan là một thông số cấu trúc quan trọng, nó quyết định tính chất của chitosan nhƣ khả năng kết dính, tạo màng, tạo gel, khả năng hấp phụ màu , đặc biệt là khả năng ức chế vi sinh vật. Chitosan có phân tử lƣợng càng lớn thì có độ nhớt càng cao. Thông thƣờng phân tử lƣợng của chitosan nằm trong khoảng 100.000 dalton đến 1.200.000 dalton (Li và cộng sự, 1997). Phân tử lƣợng của chitosan phụ thuộc vào nguồn chitin, điều kiện deacetyl và thƣờng rất khó kiểm soát. Tuy nhiên, chitosan có phân tử lƣợng thấp thì thƣờng có hoạt tính sinh học cao hơn, thƣờng có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, y học và công nghệ sinh học. Chitosan có phân tử lƣợng lớn, có khả năng tạo màng tốt và màng chitosan tạo -6- thành có sức căng tốt. Độ nhớt của chitosan phụ thuộc vào phân tử lƣợng. Chitosan có phân tử lƣợng thấp có độ nhớt từ 30-200 cps và chitosan có phân tử lƣợng lớn hơn 1 triêu dalton có độ nhớt lên đến 3.000-4.000 cps. Ngoài ra, độ nhớt của chitosan còn phụ thuộc vào độ deacetyl, cƣờng độ ion, pH, nhiệt độ. [1] Tính chất của chitosan [1], [2], [3] Chitosan dạng bột có màu trắng ngà, dạng vẩy màu trắng trong hay hơi vàng. Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nƣớc, trong kiềm và cồn nhƣng hoà tan trong axit axetic loãng tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt. Chitosan khi hoà tan trong dung dịch axit axetic loãng sẽ tạo thành dung dịch keo dƣơng nhờ đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng nhƣ Pb3+, Hg+. pKa của chitosan có giá trị từ 6,2 đến 6,8. Chitosan kết hợp với aldehyt trong điều kiện thích hợp để hình thành gel, đây là cơ sở để bẫy tế bào, enzyme. Chitosan phản ứng với axit đậm đặc tạo muối khó tan, Chitosan kết hợp với iot trong môi trƣờng H2SO4 cho phản ứng lên màu tím. Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan. Keo chitosan là một keo dƣơng nên có tính chất kháng khuẩn, kháng nấm. Chitosan là một polymer mang điện tích dƣơng nên đƣợc xem nhƣ là một polycationic có khả năng bám dính vào bề mặt các điện tích âm. Chính vì vậy mà chitosan có thể tƣơng tác với các polymer có điện tích âm nhƣ alginic và tạo lƣới gel dẻo bền nhƣ lực liên kết tĩnh điện. Tính chất của chitosan nhƣ khả năng hút nƣớc, khả năng hấp phụ chất màu, kim loại, kết dính với chất béo, kháng khuẩn, kháng nấm, mang DNA… phụ thuộc rất lớn vào độ deacetyl hóa. Chitosan có độ deacetyl cao thì khả năng hấp phụ chất màu, tạo phức với kim loại tốt hơn. Tƣơng tự khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của chitosan ở các mẫu chitosan có độ deacetyl cao. Cụ thể, khả năng kháng khuẩn tốt đối với chitosan có độ deacetyl trên 90%. Tuy nhiên khả năng hút nƣớc của chitosan thì giảm đi khi tăng độ deacetyl. -7- Ngoài các tính chất nêu trên, chitosan còn có khả năng chống oxy hóa. Khả năng chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lƣợng và độ nhớt của chitosan. Chitosan có độ nhớt thấp thì có khả năng chống oxy hóa cao. Hơn nữa, chitosan có thể gắn kết tốt với lipid, protein, các chất màu. Do chitosan không tan trong nƣớc nên chitosan ổn định hơn trong môi trƣờng nƣớc so với các polyme tan trong nƣớc nhƣ alginat, agar. Khả năng tạo phức, hấp phụ với lipid, protein và chất màu phụ thuộc nhiều vào phân tử lƣợng, độ deacetyl hóa, độ rắn và độ tinh khiết của chitosan. Chitosan có độ deacetyl cao thì thƣờng hấp phụ màu tốt. 1.3. Sơ lƣợc về Chitosan oligosaccharide COS là sản phẩm của quá trình thủy phân chitin-chitosan bằng các con đƣờng hóa học hoặc sinh học. Tùy theo từng điều kiện, chế độ thủy phân mà các COS có khối lƣợng phân tử khác nhau. Oligochitosan là một saccharide, đƣợc kết hợp bởi các monosaccharide từ 2 ÷ 20 trong cấu trúc của chitin và chitosan. Oligochitosan đƣợc xem nhƣ một thực phẩm chức năng. Ngoài việc COS có khả năng chống vi khuẩn, nấm mốc, nâm men, COS còn có khả năng chống cholesterol, chống ung thƣ, chống oxy hóa, chống bƣớu, chống bệnh tim mạch. [4],[13] Công thức cấu tạo COS Công thức phân tử: (C6H11O4N)n ; n= 0 ÷ 6 Tính chất của COS COS dạng bột có màu trắng hoặc hơi vàng, không mùi, vị đặc biệt. Chúng có khả năng tan tốt trong nƣớc, độ nhớt thấp, phân tử lƣợng nhỏ và dễ kết tinh, có tính -8- chất hoạt động sinh học cao nhƣ: tăng sức đề kháng, điều hòa lƣợng Cholesterol, cải thiện thiếu máu, bệnh gan, điều hòa huyết áp trong máu, làm tăng khả năng hấp thụ canxi, thúc đẩy quá trình bài tiết acid Uric, chống ung thƣ máu...Ngoài ra COS còn tham gia điều trị các bệnh: viêm loét dạ dày, bệnh tiêu chảy, bệnh táo bón, chuột rút, đặt biệt có khả năng kết hợp với mangan tham gia vào quá trình hình thành xƣơng sụn rất tốt. [14] COS còn có khả năng kháng bệnh cho cây trồng vật nuôi, đồng thời cũng là chất kích thích sinh trƣởng rất tốt. [4] 1.4. Ứng dụng của chitin, chitosan và COS 1.4.1. Ứng dụng của chitin, chitosan Do tính chất không tan trong nƣớc mà chitin ít đƣợc sử dụng trực tiếp. Nhƣng từ nó trải qua nhiều giai đoạn xử lý hóa chất có thể điều chế dẫn xuất nhƣ Glucosamine, Chitosan… Thì nó đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. 1.4.1.1. Trong nông nghiệp Trong nông nghiệp, chitosan dƣợc sử dụng để bọc các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự tấn công của nấm gây hỏng hạt trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ sâu, tăng cƣờng khả năng nảy mầm cho hạt. [1] Các nhà khoa học Nguyễn Thị Huệ, Lâm Ngọc Thụ, Nguyễn Văn Hoan đã sử dụng các chất có hoạt tính sinh học cao từ chitin để kích thích nảy mầm những hạt lúa giống Quốc gia ĐH 60 đã bảo quản sau thời gian 19 –21 tháng, đặc biệt là các hạt gần nhƣ mất khả năng nảy mầm. Đồng thời khi sử dụng các chất có hoạt tính sinh học này nó còn kích thích cho sức sống của hạt giống tốt hơn, chất lƣợng cây mầm tốt hơn, góp phần nâng cao giá trị gieo trồng của hạt giống. [5] Viện Khoa học nông nghiệp Miền nam và Trung tâm công nghệ sinh học thuỷ sản cùng tham gia nghiên cứu tác dụng của chitosan lên một loài hạt dễ mất khả năng nảy mầm và góp phần thúc đẩy sinh trƣởng, phát triển của cây trồng ngoài đồng. Kết quả là kéo dài thời gian sống và duy trì khả năng nảy mầm tốt của hạt giống cà chua và hạt giống đậu côve sau thời gian bảo quản là 9 đến 12 tháng trong -9- điều kiện bình thƣờng. [4] Nghiên cứu ảnh hƣởng của chitosan và các nguyên tố vi lƣợng lên một số chỉ tiêu sinh lý– sinh hoá của mạ lúa CR 203 ở nhiệt độ thấp của Lê Thu Hiền và Lê Thị lan Oanh, kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan vi lƣợng làm tăng diệp lục tổng số và hàm lƣợng nitơ; đồng thời hàm lƣợng các enzyme nhƣ amylaza, catalaza hay peroxidaza cũng tăng lên. Kết quả này còn cho biết khi xử lý hạt giống bằng chitosan thì cây mạ có khả năng chống rét và phát triển tốt ở nhiệt độ 5- 80C. [6] Năm 1987, Bentech đã đƣợc cấp bằng sáng chế nghiên cứu thành công khi dùng chitosan để bọc nang hạt giống. Kết quả cho thấy ở vùng đất mà cây trồng thƣờng bị nấm tấn công vào hệ rễ, khi bọc nang hạt giống bằng chitosan thì năng suất thu hoạch tăng lên 20%. Ngoài ra trong nông nghiệp còn sử dụng chitosan để bảo quản thực phẩm, trái cây do dịch keo chitosan có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả. Chitosan còn đƣợc làm nguyên liệu bổ sung vào thành phần thức ăn cho động vật thủy sản, giúp kích thích tăng trƣởng tốt. 1.4.1.2. Trong y học Trong y học chitin và chitosan đã đƣợc nghiên cứu ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Những ứng dụng tiềm năng của chitin – chitosan và dãn xuất của chúng rất nhiều. Một số đã đƣa vào ứng dụng là: chỉ khâu phẫu thuật tự huỷ, da nhân tạo, thấu kính chiết xuất,... và một số ứng dụng khác còn đang nghiên cứu nhƣ tác động kích thích miễn dịch, chống sự phát triển của khối u, đặc tính làm giảm cholesterol hay nghiên cứu làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng. Chitosan là một polyme tự nhiên có thời gian phân huỷ nhanh hơn rất nhiều so với các hợp chất tổng hợp. Mặt khác, nó có tính kháng khuẩn tan trong môi trƣờng axit axetic loãng, không độc hại và có khả năng tạo sợi nên đƣợc ứng dụng tạo chỉ khâu phẫu thuật. Học viện nghiên cứu biển thuộc trƣờng Đại học Delaware đã chế tạo thành -10- công chỉ khâu phẫu thuật tự tiêu từ chitin nhờ phát hiện ra một dung môi đặc biệt có khả năng hoà tan chitin ở nhiệt độ thƣờng mà không làm phân huỷ cấu trúc polymer. Nhật Bản đã sản xuất ra ra “Da nhân tạo” có nguồn gốc từ chitin đƣợc gọi là Beschitin.W, nó giống nhƣ một tấm vải (có kích thƣớc 10cm x 10cm) và đƣợc bọc ốp lên vết thƣơng chỉ một lần đến khi khỏi. Tấm Beschitin.W bị phân huỷ sinh học từ từ cho đến lúc hình thành lớp biểu bì mới. Nó có tác dụng giảm đau, giúp cho các vết sẹo bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng.[7] Tại Mỹ, chất chitosan là nguyên liệu cơ bản sản xuất băng cứu thƣơng mới với tác dụng quan trọng khi sử dụng ngoài chiến trƣờng cũng nhƣ trong dân sự. Phát minh này của công ty Hemcon ở Porland, Oregon vừa đƣợc cục quản lý thực phẩm và dƣợc phẩm mỹ (FDA) công nhận vào 4/11/2002. Theo công ty Hemcon, loại băng cầm máu này có công dụng lớn nó dễ dàng tháo ra khỏi túi vô trùng gắn kín và dán vào vết thƣơng. Các nhà nghiên cứu cho rằng sản phẩm này có thể kiểm soát đƣợc tình trạng xuất huyết nhanh, hạn chế hẳn số ca tử vong nặng dẫn đến chết chỉ trong vòng 5- 10 phút trên chiến trƣờng. [15] Ở Việt Nam, các nhà khoa học thuộc Viện Hoá Học, Trung tâm khoa học tự nhiên và Công nghệ quốc gia và các bác sĩ Trƣờng Đại học Y hà Nội đã nghiên cứu thành công Da nhân tạo có tên Vinachitin. Vinachitin đƣợc dùng trong các trƣờng hợp bệnh nhân bị thƣơng, bỏng trên diện tích rộng, bệnh nhân bị choáng do mất nƣớc dẫn đến đẽ bị nhiễm trùng. Có tác dụng bảo vệ, chống nhiễm trùng, chống mất nƣớc tăng khả năng tái tạo da và đặc biệt khi vết thƣơng lành không để sẹo.[2] Các bác sỹ bệnh viên U bƣớu Hà Nội vừa cho biết, chế phẩm chitosan có thể làm giảm tác dụng phụ của hoá trị và xạ trị. Đây là kết quả nghiên cứu mới của tiến sĩ Lê Văn Thảo và cộng sự trên các bệnh nhân mắc nhiều loại ung thƣ nhƣ ung thƣ vú, phế quản , dạ dày,… Các bệnh nhân này đƣợc điều trị bằng hóa trị, xạ trị hoặc kết hợp cả hai liệu pháp này. [30] Chitosan đƣợc nghiên cứu ứng dụng trong việc điều trị viêm loét dạ dày do có tác dụng kháng khuẩn đối với chủng vi khuẩn Helicobacter pylori với kết quả khả -11- quan (Dodane và Vilivalam, 1998; Đức và Anh, 2005) [1]. Hội dƣợc học Thành phố Hồ Chí Minh thuộc Khoa dƣợc trƣờng Đại học Y dƣợc Thành phố Hồ Chí Minh đã bƣớc đầu nghiên cứu thành công thuốc trị viêm loét dạ dày– tá tràng từ chitosan. [8] Trong kỹ nghệ điều chế dƣợc phẩm, chitosan làm chất tạo màng, viên nang, làm tá dƣợc độn hay các chất mang sinh học dẫn thuốc,…Trên thế giới việc ứng dụng chitin – chitosan trong công nghệ sản xuất thuốc rất mạnh mẽ và hiệu quả. Tác dụng của chitosan là bao bọc tá dƣợc hay cố định thuốc để kéo dài thời gian sử dụng thuốc cũng nhƣ tác dụng phụ của thuốc. Ngoài việc gắn thuốc vào chất mang polymer – chitosan sẽ tạo ra một hợp chất mới là thuốc polymer do Nguyễn Thị Ngọc Tú– Viện Hoá học và Lê Thị Hải Yến, Trần Bình Nguyên – Công ty Dƣợc liệu Trung Ƣơng I hợp tác nghiên cứu. Thuốc polymer cóƣu điểm là : làm thay đổi dƣợc động học của thuốc; thuốc có thể ở lâu trong cơ thể đồng thời có thể làm tăng tính hoà tan, giảm độc tính, giảm bớt mùi vị khó chịu. Hiện nay Tổng Công ty Dƣợc Việt Nam đang tiếp nhận công nghệ sản xuất dung dich bao phim thuốc viên bằng chitosan. [31] 1.4.1.3. Trong công nghiệp  Trong công nghiệp thực phẩm Chitin, Chitosan là một polymer tự nhiên, không độc, rất an toàn cho thực phẩm. Nó có tính chất rất đặc trƣng nhƣ có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, chống ẩm, tạo màng, có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim loại nặng... do đó nó ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ sản xuất. [16] Chitosan có khả năng hấp thụ các chất màu, không hấp phụ mùi nên ứng dụng trong khử màu nƣớc uống. Chitosan có tính diệt khuẩn, không hoà tan trong nƣớc, trong kiềm, alcol và trong acetone nhƣng lại tan trong axit acetic loãng và tráng mỏng khi khô tạo màng. Do dó nó đƣợc tạo thành màng mỏng dùng trong bao gói sản phẩm thực phẩm cao cấp chống ẩm mốc, chống mất nƣớc. Sử dụng màng Chitosan bao bọc thực phẩm để kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện chất lƣợng thực phẩm tƣơi, thực phẩm cấp đông đã đƣợc thử nghiệm suốt -12- những năm qua. Những lớp màng ngoài này có thể cung cấp bổ sung và còn là công cụ cần thiết để kiểm soát những sự thay đổi về sinh lý, hình thái, lý hóa ở các sản phẩm thực phẩm. [4] Chitosan có độ chống thấm cao đối với các chất nhƣ chất béo và dầu, kiểm soát nhiệt độ, củng cố cấu trúc thực phẩm và giữ mùi. Màng Chitosan dai, bền, dẻo và rất khó rách. Chitosan với bản chất là một polymer dƣơng, nó có khả năng “bắt giữ” các keo âm trong dich quả, bia, rƣợu vang, nƣớc giải khát nên chúng đƣợc sử dụng nhƣ một chất trợ lọc mang lại hiệu quả lọc cao. Năm 1983, Thực phẩm Mỹ (USFDA) đã chấp nhận Chitosan đƣợc dùng làm chất phụ gia trong thực phẩm và dƣợc phẩm. Chitosan tạo màng mỏng bao gói bảo quản thực phẩm, ngoài ra chúng còn dùng để khử màu các sản phẩm thẩm màu nhƣ dầu cá, nƣớc mắm xuất khẩu. Tại Canada và Mỹ từ lâu đã cho phép sử dụng vỏ bọc thực phẩm bằng màng Chitosan, là một dạng của polymer đƣợc dùng an toàn cho ngƣời, vì có hoạt tính sinh học đa dạng nên Chitosan đã đƣợc đƣa vào thành phần trong thức ăn nhƣ sữa chua, bánh kẹo và nƣớc ngọt... [4]  Trong công nghệ sinh học [1] Chitin, chitosan với tính chất tƣơng thích sinh học cao, tự hủy sinh học, kháng nấm, kháng khuẩn, tạo màng, tạo gel, có nguồn gốc sinh học đã có rất nhiều ứng dụng trong công nghệ sinh học nhƣ trong nuôi cấy mô, cố định tế bào, làm chất mang DNA trong kỹ thuật liệu pháp gene, chất kháng khuẩn, kháng nấm sinh học, cảm biến sinh học. - Ứng dụng chitin, chitosan trong công nghệ cố định enzym và tế bào. Chitin, chitosan có thể sử dụng làm chất mang ở dạng hạt, dạng vẩy hoặc dạng keo để cố định nhiều loại enzym và tế bào bằng nhiều phƣơng pháp cố định khác nhau. Các enzym cố định rất đa dạng (phosphatase, protease, oxidase, cellulase, chitosanase…). Các enzym cố định trên chất mang chitin/chitosan có khả năng chịu nhiệt, pH tốt hơn và các tác động vật lý tốt hơn so với enzym tự do. Việc cố định
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan