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 -