Tài liệu Nghiên cứu thuỷ phân chitin, chitosan bằng enzyme hemicellulase và ứng dụng sản phẩm thủy phân vào bảo quản sữa tươi nguyên liệu

  • Số trang: 107 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 170 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ******** LÊ THỊ TƯỞNG NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CHITIN, CHITOSAN BẰNG ENZYME HEMICELLULASE VÀ ỨNG DỤNG SẢN PHẨM THỦY PHÂN VÀO BẢO QUẢN SỮA TƯƠI NGUYÊN LIỆU Luận văn thạc sĩ: Ngành Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 60.54.10 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Thị Luyến Nha trang, 2007 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào. Tác giả luận văn Lê Thị Tưởng LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn: 1. Cô giáo hướng dẫn: PGS - TS Trần Thị Luyến đã trực tiếp và tận tình hướng dẫn khoa học để tôi hoàn thành tốt nghiệp này. 2. Quý thầy cô đã dày công dạy dỗ chúng tôi trong suốt thời gian học Cao học. 3. Quý thầy cô trong Hội đồng bảo vệ đề cương thạc sĩ. 4. Quý thầy cô trong Khoa Chế biến – Trường Đại học Nha trang đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài. 5. Trung tâm công nghệ sinh học và môi trường, phòng thí nghiệm công nghệ thực phẩm, phòng thí nghiệm công nghệ chế biến, phòng thí nghiệm vi sinh bộ môn công nghệ sinh học, phòng phân tích kiểm nghiệm và phòng đánh giá cảm quan - bộ môn QLCL  ATTP. MỤC LỤC Trang 1 Bảng các chữ viết tắt trong luận văn Danh mục các biểu bảng 2 4 Danh mục các sơ đồ - hình – đồ thị MỞ ĐẦU --------------------------------------------------------------------------CHƯƠNG I: TỔNG QUAN---------------------------------------------------1.1. Tổng quan về chitin -------------------------------------------------------1.2. Tổng quan về chitosan ----------------------------------------------------1.3. Tổng quan về COS---------------------------------------------------------1.4. Ứng dụng của chitin-chitosan-COS ------------------------------------1.5. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin-chitosan-COS ---------------1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ---------------------------------------1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ---------------------------------------- 6 8 8 11 13 1.6. Tổng quan về enzyme -----------------------------------------------------1.6.1. Giới thiệu chung về enzyme ---------------------------------------------- 15 18 18 23 27 27 1.6.2. Một số nghiên cứu và ứng dụng của enzyme hemicellulase --------1.6.2.1. Một số nghiên cứu về enzyme hemicellulase -----------------------1.6.2.2. Ứng dụng của enzyme hemicellulase --------------------------------- 29 29 30 1.7. Tổng quan về sữa bò-------------------------------------------------------- 31 33 36 36 38 38 39 40 41 45 46 46 47 1.8. TỔNG QUAN VỀ OXY HÓA CHẤT BÉO CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU-----2.1. Vật liệu nghiên cứu --------------------------------------------------------2.2. Phương pháp nghiên cứu-------------------------------------------------2.2.1. Phương pháp phân tích ---------------------------------------------------2.2.2. Bố trí thí nghiệm ----------------------------------------------------------2.2.2.1. Quy trình dự kiến thủy phân chitin, chitosan bằng enzyme-------2.2.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định các thống số của quy trình-------------2.2.2.3. Quy trình dự kiến cho quá trình bảo quản sữa bò ------------------2.2.3. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ---------------2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu -----------------------------------------------CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THỦY PHÂN CHI TIN, CHITOSAN 3.1.1. Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 3.1.2. Xác định ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân 47 47 49 3.1.3. Xác định ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân 50 3.1.4. Xác định ảnh hưởng thời gian quá trình thủy phân. 52 3.2. QUY TRÌNH HOÀN THIỆN CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN 54 CHITIN, CHITOSAN BẰNG ENZYME HEMICELLULASE 3.2.1. Sơ đồ quy trình 54 3.2.2.Giải thích quy trình: 55 3.3. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ COS THÍCH HỢP BẢO QUẢN SỮA BÒ 57 TƯƠI NGUYÊN LIỆU 3.3.1. Chất lượng cảm quan của sữa bò tươi nguyên liệu 57 3.3.2. Chọn nồng độ COS thích hợp bảo quản sữa bò tươi nguyên liệu 58 3.3.2.1. Xác định lượng vi sinh vật ban đầu và lượng vi sinh vật sau 24giờ, 58 48giờ bảo quản ở nhiệt độ 6-80C. 3.3.2.2. Ảnh hưởng nồng độ COS đến sự biến đổi TPC trong bảo quản sữa 59 bò ở nhiệt độ 6- 80C 3.3.2.3. Ảnh hưởng nồng độ COS đến sự biến đổi Coliforms trong bảo 63 quản sữa bò ở nhiệt độ 6-80C. 3.3.2.4. Ảnh hưởng nồng độ COS đến sự biến đổi S.aureus trong bảo quản sữa bò tươi nguyên liệu ở nhiệt độ 6-80C 3.3.2.5. Ảnh hưởng nồng độ COS đến ĐCQ-chung của sữa bò 3.3.2.6. Ảnh hưởng nồng độ COS đến chỉ số peroxyt của váng sữa 66 69 69 69 3.4. TÍNH TOÁN SƠ BỘ GIÁ THÀNH SẢN PHẨM. 3.4.1. Tính toán sơ bộ chi phí sản xuất chiti-COS bằng enzyme 71 hemicellulase. 3.4.2. Tính toán sơ bộ chi phí sản xuất chito-COS bằng enzyme 72 hemicellulase. 73 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO CÁC PHỤ LỤC -1- BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN TPC Tổng số vi sinh vật hiếu khí (Total Plate Count) E.coli Escherichia coli S.aureus Staphylococus aureus cfu Colony forming unit (Đơn vị tạo thành khuẩn lạc) NA Nutrient Agar VRB Crystal Violet Neutral red Bile MPN Most Possible Number COS Olygosaccharide thu nhận từ chitin và olygosaccharide thu nhận từ chitosan. Chiti - COS Olygosaccharide thu nhận từ chitin Chito - COS Olygosaccharide thu nhận từ chitosan ĐCQ-chung Điểm cảm quan chung HPLC PL High Pressure Liquid Chromatography Phụ lục -2- DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT TÊN BẢNG TRANG 1. Bảng 1.1. Thành phần hoá học trung bình của 1 lít sữa bò. 32 2. Bảng 1.2. Các acid béo chủ yếu trong sữa bò nguyên liệu. 33 3. Bảng 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu COS 1-PL 4. Bảng 3.2: ĐCQ - chung của COS theo nhiệt độ. 1-PL 5. Bảng 3.3: Ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất thu COS. 1-PL 6. Bảng 3.4: ĐCQ - chung của COS theo nồng độ enzyme. 2-PL 7. Bảng 3.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất thu COS. 2-PL 8. Bảng 3.6: ĐCQ - chung của COS theo pH. 2-PL 9. Bảng 3.7.Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thu COS. 3-PL 10. Bảng 3.8. ĐCQ - chung của COS theo thời gian. 3-PL 11. Bảng 3.9: Mô tả chất lượng cảm quan của sữa bò tươi nguyên liệu. 3-PL 12. Bảng 3.10: Một số chỉ tiêu lý – hóa của sữa bò tươi nguyên liệu. 4-PL 13. Bảng 3.11: Một số vi sinh vật trong sữa bò tươi nguyên liệu. 4-PL 14. Bảng3.12: Sự biến đổi vi sinh vật trong sữa bò tươi nguyên liệu 4-PL theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6-80C. 15. Bảng 3.13: Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến TPC theo thời 5-PL gian bảo quản ở nhiệt độ 6÷ 80C. 16. Bảng 3.14: Ảnh hưởng của nồng độ chiti-COS đến TPC theo 5-PL -3- thời gian bảo quản ở nhiệt độ 6 ÷ 80C. 17. Bảng 3.15. Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến sự biến đổi 6-PL Coliforms ở nhiệt độ 6 ÷ 80C. 18. Bảng 3.16: : Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến sự biến đổi 6-PL Coliforms ở nhiệt độ 6 ÷ 80C. 19. Bảng 3.17: Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến sự biến đổi 7-PL S.aureus ở nhiệt độ 6 ÷ 80C. 20. Bảng 3.18: Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến sự biến đổi 7-PL S.aureus ở nhiệt độ 6÷ 80C. 21. Bảng 3.19: ĐCQ - chung của sữa bò nguyên liệu khi bổ sung 8-PL chiti-COS. 22. Bảng 3.20: ĐCQ - chung sữa bò tươi nguyên liệu khi bổ sung 8-PL chito-COS. 23. Bảng 3.21: Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến chỉ số peroxyt của 8-PL váng sữa. 24. Bảng 3.22: Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến chỉ số peroxyt của 9-PL váng sữa. 25. Bảng 3.23: Tính toán sơ bộ chi phí sản xuất chiti-COS 9-PL 26. Bảng 3.24: Tính toán sơ bộ chi phí sản xuất chito-COS 9-PL -4- DANH MỤC CÁC HÌNH – SƠ ĐỒ - ĐỒ THỊ TT TÊN HÌNH TRANG 1. Hình 1.1: Sự biến đổi về giá trị cảm quan của chất béo. 34 2. Hình 2.1: Vật liệu chitin dạng bột. 35 3. Hình 2.2.Vật liệu chitosan dạng bột. 36 4. Hình 2.3. Enzyme hemicellulase có nguồn từ Aspergillus niger. 37 5. Hình 2.4: Sơ đồ quy trình dự kiến cho quá trình thủy phân 40 chitin, chitosan bằng enzyme hemicellulase. 6. Hình 2.5: Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng nhiệt độ đến quá trình thủy phân 41 7. Hình 2.6: Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân. 42 8. Hình 2.7: Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng pH đến quá trình thủy phân. 43 9. Hình 2.8: Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng thời gian đến quá trình thủy phân. 44 10. Hình 2.9: Sơ đồ thí nghiệm xác định nồng độ COS trong bảo quản sữa bò tươi nguyên liệu 45 11. Hình 3.1: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu COS 47 12. Hình 3.2: ĐCQ-chung của COS theo nhiệt độ 48 13. Hình 3.3: Ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất thu COS 49 14. Hình 3.4: ĐCQ-chung của COS theo nồng độ enzyme. 50 15. Hình 3.5: Ảnh hưởng pH đến hiệu suất COS. 51 -5- 16. Hình 3.6: ĐCQ-chung của COS theo pH 51 17. Hình 3.7:Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thu COS 52 18. Hình 3.8: ĐCQ-chung của COS theo thời gian. 53 19. Hình 3.9: Quy trình hoàn thiện quá trình thủy phân chitin, chitosan bằng enzyme hemicellulase. 54 20. Hình 3.10: Chiti-COS 56 21. Hình 3.11: Chito-COS 56 22. Hình 3.12: Sự biến đổi vi sinh vật trong sữa bò tươi nguyên liệu theo thời gian bảo quản 59 23. Hình 3.13: Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến TPC theo thời gian bảo quản 60 24. Hình 3.14: Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến TPC theo thời 60 gian bảo quản 25. Hình 3.15:Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến Coliforms. 63 26. Hình 3.16: Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến Coliforms. 64 27. Hình 3.17: Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến S.aureus. 66 28. Hình 3.18: Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến S.aureus. 67 29. Hình 3.19 : ĐCQ-chung của sữa bò tươi nguyên liệu khi bổ sung COS 69 30. Hình 3.20: Ảnh hưởng nồng độ chito-COS đến chỉ số peroxyt của váng sữa. 70 31. Hình 3.21: Ảnh hưởng nồng độ chiti-COS đến chỉ số peroxyt của váng sữa. 70 -6- MỞ ĐẦU Chitin (poly-N-acetylglucosamin) là một polymer sinh học có nhiều rt ong cấu trúc khớp, sụn của các động vật bậc thấp, trong thành phần tế bào một số vi sinh vật như nấm mốc, nấm men, vi khuẩn,... và trong lớp vỏ của các loài giáp xác như tôm, cua, ốc, hến,...Quá trình thu nhận, tách chiết chitin, chitosa n (polyglucosamin), COS và glucosamin được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp, thực phẩm, nông nghiệp, y – dược và bảo vệ môi trường như các chất đông tụ, điều chỉnh và kiểm soát pH, chất làm dai giấy viết, thuốc chữa xương khớp, da nhân tạo,....[9, 13]. Ở Việt Nam, chitin và chitosan đã được nghiên cứu và sản xuất quy mô pilot từ phế liệu của ngành chế biến thủy sản và được ứng dụng làm chất kháng khuẩn trong nông nghiệp, làm thuốc chữa bỏng và chất làm dai trong sản xuất giò chả thay thế hàn the độc hại [50]. Chitin không có khả năng hoà tan trong nước vì vậy việc sử dụng chúng rất hạn chế. Chitin phần lớn dùng làm nguyên liệu để sản xuất chitosan. Chitosan là sản phẩm được deacetyl từ chitin. Mặc dù chitosan có tính hoạt động sinh học mạnh nhưng cơ thể hấp thụ kém và không có khả năng hòa tan trong nước vì khối lượng phân tử lớn nên hạn chế sử dụng trong một số ứng dụng lớn. Một hướng nghiên cứu mới hiện nay trong lĩnh vực chitin, chitosan là sản xuất COS hòa tan từ chitin, chitosan được chiết suất từ vỏ tôm, cua, ghẹ trong ngành thủy sản nhằm mở rộng phạm vi ứng dụng của COS và góp phần hạn chế hiện trạng ô nhiễm môi trường trong ngành thủy sản nước ta hiện nay. Từ tính cấp thiết trên tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu thuỷ phân chitin chitosan bằng enzyme hemicellulase và ứng dụng sản phẩm thủy phân vào bảo quản sữa tươi nguyên liệu”. Nội dung của đề tài: - Nghiên cứu các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân chitin chitosan bằng enzyme hemicellulase. -7- - Nghiên cứu nồng độ COS thích hợp dùng bảo quản sữa tươi nguyên liệu. Tính khoa học của đề tài: Luận văn đã đưa ra được các thông số thích hợp thủy phân chitin, chitosan bằng enzyme hemicellulase và sản phẩm thu được là COS. Đây là một chất có hoạt tính sinh học, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Luận văn cũng đưa ra được nồng độ COS thích hợp dùng bảo quản sữa tươi nguyên liệu. Tính thực tiễn của đề tài Kết quả của luận văn góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường hiện nay trong ngành chế biến thủy sản Việt Nam. Mở ra một hướng mới trong công nghệ sản xuất COS từ enzyme và trong công nghệ bảo quản sữa tươi nguyên liệu. Ngoài ra các số liệu của luận văn còn cung cấp thêm các thông số khoa học để bổ sung vào các tài liệu phục vụ giảng dạy và là cơ sở cho các công trình nghiên cứu sản xuất và ứng dụng COS tiếp theo. -8- CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ CHITIN Chitin là một polymer sinh học rất phổ biến trong tự nhiên, chỉ đứng sau cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m2 bề mặt trái đất. Trong tự nhiên chitin tồn tại cả ở động vật, thực vật. Đối với cơ thể động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của vỏ một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn. Trong thế giới thực vật chitin có ở thành tế bào của một số nấm và tảo như: nấm Zygemycether, một số tảo Chlorophiceae, nấm bất toàn(Fugiimperfecti), tảo khuẩn (Phycomycetes),... Trong động vật thủy sản đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ và xương mực hàm lượng chitin chiếm tỷ lệ cao, từ 14 – 35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ, xương mực là nguồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất chitin và các sản phẩm từ chúng. Chitin là polysaccharide chứa đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Chitin rất hiếm tồn tại ở trạng thái tự do, hầu như luôn liên kết bởi các cầu nối đẳng trị với protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác trong vỏ tôm, vỏ cua, vỏ ghẹ. [11] -9- Chitin có cấu trúc polymer tuyến tính từ các đơn vị N – acetyl – β – D Glucosamin nối với nhau nhờ cầu nối β – 1,4 Glucozit. Có công thức phân tử là [C8H13O5 ]n , trong đó n thay đổi phụ thuộc vào nguyên liệu. Ví dụ: Ở tôm thẻ: n = 400-500 Ở tôm hùm: n = 700-800 Ở cua: n = 500-600. Phân tử lượng: Mchitin = (203.09)n Chitin là một polysaccharide có tính kiềm, bền trong môi trường kiềm nhưng kém bền trong môi trường acid. Dựa vào tính chất này người ta đã sản xuất glucosamin bằng phương pháp hóa học từ chitin bằng cách đun nóng chitin trong acid HCl đậm đặc ở nhiệt độ cao, chitin sẽ bị thủy phân hoàn toàn, tạo thành 88.5% oac teihN đlC H ộđẹ cặ D - Glucosamin và 22.5% acid acetic. [11] -10- Chitin kết tinh ở dạng tinh thể, màu trắng ngà không định hình, không tan trong nước, trong acid loãng, kiềm. Chitin khó hòa tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora. Điều này có thể do nhóm acetamit (-NHCOCH3) ngăn cản sự tạo thành phức chất cần thiết. Chitin hòa tan trong dung dịch đặc nóng của các muối: thioxianat Liti (LiSCN), thioxianat Canxi Ca(SCN)2, tạo thành dung dịch keo. Chitin ổn định với các chất oxy hoá khử như: thuốc tím (KMnO4), oxy già H2O2), nước Javen (NaClO) hay Clorua vôi Ca(ClO)2… từ đó lợi dụng tính chất này người ta sử dụng các chất oxy hoá để khử màu cho chitin. Khi đun nóng chitin trong dung dịch kiềm đặc, chitin bị mất gốc acetyl tạo ihN ộđtệ H O aN thành chitosan [2]. Dựa vào đặc tính này người ta đã sản xuất chitosan từ chitin.[11] -11- Chitin là một vật liệu chứa cả 2 nhóm chức –OH và –NH2 cho liên kết với enzyme, có cấu trúc siêu lỗ, có khả năng hấp thụ tốt, dễ tạo màng. Chitin có cấu trúc mạng tinh thể chặt chẽ, không chỉ có các liên kết hydro hình thành trong chuỗi mà còn có giữa các lớp với nhau trong mạng tinh thể. Chitin là một polymer kỵ nước, độ trương thấp, diện tích bề mặt tiếp xúc nhỏ và bền về mặt hóa học. Dựa vào đặc tính này, gần đây có rất nhiều nghiên cứu cố định enzyme trên chitin, chủ yếu bằng phương pháp hấp phụ và liên kết cộng hóa trị qua cầu nối glutaraldehyt[5]. Tuy nhiên, do tính chất kỵ nước nên bề mặt tiếp xúc của chitin nhỏ, khả năng tiếp xúc của enzyme cố định và cơ chất rất hạn chế. Vì vậy hoạt tính của enzyme cố định trên chitin thường rất thấp. [5] Chitin đã được ứng dụng làm vật liệu cố định enzyme, hấp phụ kim loại trong xử lý nước thải, chất kích thích sinh trưởng và kháng bệnh cho thực vật, ứng dụng trong y dược làm chất chống đông máu, tăng cường hệ miễn dịch, làm mỹ phẩm, ứng dụng trong công nghiệp giấy, công nghiệp dệt,...[5] 1.2. TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN Chitosan là một polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β – D Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β – 1,4 Glucozit. Có công thức phân tử là [C6H11O4N]n với phân tử lượng : Mchitosan = (161.07)n. Chitosan là dẫn xuất của chitin, được sản xuất từ chitin sau khi xử lý chitin trong môi trường kiềm đặc nóng. Chitosan có những tính chất đặc biệt hơn chitin: có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước, môi trường kiềm nhưng tan trong môi trường acid acetic loãng tạo thành dung dịch dạng keo, nhớt và trong suốt, chitosan -12- có thể kết hợp với aldehyde để tạo gel,...Vì vậy, khả năng ứng dụng của chitosan rất aóhlytecaeD rộng rãi. [11] Chitosan kết hợp với aldehyde trong điều kiện thích hợp, hình thành gel, đây là cơ sở để bẫy tế bào, enzyme. Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với iod trong môi trường H2SO4 cho phản ứng màu tím, phản ứng này có thể dùng để phân tích định tính chitosan. [11] Keo chitosan là một keo dương nên có tính kháng khuẩn, kháng nấm. Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là một polycationic có khả năng bám dính vào bề mặt các điện tích âm. Chính vì vậy mà chitosan có thể -13- tương tác với các polymer có điện tích âm như alginic và tạo lưới gel dẻo bền nhờ O O C - lực liên kết tĩnh điện.[1] NH+3 NH+3 NH+3 H N + 3 COO- Chitosan NH+3 COO- COO- COO- Alginic Gel Alginic - chitosan 1.3. TỔNG QUAN VỀ COS COS có nguồn gốc từ chitin – chitosan bởi sự thủy phân của enzyme hoặc acid. COS có khối lượng phân tử thấp vì vậy có khả năng hòa tan tốt trong nước và là một chất có hoạt tính sinh học. COS được xem như một thực phẩm chức năng, có khả năng chống vi khuẩn, nấm mốc, nấm men, chống cholesterol, chống ung thư, chống oxy hóa, có khả năng làm tăng chức năng miễn dịch, chống bướu, chống bệnh tim mạch. [44, 45, 46, 47, 48, 49] COS là một saccharide, được kết hợp bởi các monosaccharide từ 2 đến 10 trong cấu trúc của chitin và chitosan. COS ở dạng bột, có màu trắng hoặc hơi vàng, không có mùi, vị đặc biệt. Chúng có khả năng tan tốt trong nước, độ nhớt thấp, phân tử lượng nhỏ và dễ kết tinh, có tính chất hoạt động sinh học: Tăng sức đề kháng điều hòa lượng cholesterol cải thiện thiếu máu, bệnh gan điều hòa huyết áp trong máu làm tăng -14- khả năng hấp thụ canxi thúc đẩy quá trình bài tiết acid Uric chống ung thư bướu tham gia hình thành xương sụn trị được các bệnh: viêm loét dạ dày bệnh tiêu chảy bệnh táo bón chuột rút đặc biệt có khả năng kết hợp với mangan tham gia vào quá trình hình thành xương sụn rất tốt. [48] Khi thủy phân chitin, chitosan bằng acid hoặc enzyme sẽ cắt đứt các liên kết glucosit giải phóng các COS. oH cặ em yzne dicA Cơ chế sản xuất chiti-COS từ chitin: CH2OH H H OH H H H HN-COCH3 n n = 2 ÷ 10 -15- oH cặ em yzne dicA Cơ chế sản xuất chito-COS từ chitosan.[38],[39] CH2OH H H OH H H NH2 H n n = 2 ÷ 10 1.4. ỨNG DỤNG CỦA CHITIN, CHITOSAN VÀ COS Trường Đại học Delaware đã chế tạo thành công chỉ khâu phẫu thuật từ chitin nhờ phát hiện một số dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan chitin ở nhiệt độ thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer. Chitosan được sử dụng làm chất tạo màng, tạo keo dính để tạo viên bao bọc thuốc hoặc làm tá dược hay các chất mang sinh học dẫn thuốc. Chitin, chitosan và các oligomer của nó có đặc tính miễn dịch do nó kích thích các tế bào giữ nhiệm vụ bảo vệ miễn dịch với các tế bào khối u và các tác nhân gây bệnh, chiti-COS được sử dụng làm thuốc giảm cholesterol trong máu. [11]
- Xem thêm -