Tài liệu Thử nghiệm sản xuất olygochitosan và sử dụng olygochitosan trong bảo quản cá nục nguyên liệu

  • Số trang: 68 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 85 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 27125 tài liệu

Mô tả:

i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, phòng Đào tạo Đại học, Ban chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm lời cảm ơn, niềm tự hào đã được học tập tại trường trong những năm qua. Lòng biết ơn chân thành xin được giành cho thầy TS. Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm, đã tận tình hướng dẫn em trong suốt thời gian em thực hiện đề tài vừa qua. Xin chân thành biết ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm đã giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quí báu trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại học Nha Trang để em làm hành trang sau này. Xin cảm ơn các thầy cô giáo ở các phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học, phòng thí nghiệm Hóa sinh-Vi sinh, Trung tâm thực hành thí nghiệm, Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực tập. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thành viên trong gia đình, các bạn cùng làm thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ em thực hiện đề tài. Nha Trang, tháng 06 năm 2012 Sinh viên thực hiện Lê Thị Cẩm Ny ii MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ....................................................................................3 1.1 Tổng quan về Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide........................3 1.1.1 Cấu tạo và tính chất của Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide........3 1.1.1.1 Chitin .........................................................................................................3 1.1.1.2 Chitosan .....................................................................................................5 1.1.1.3 Chitosan oligosacchride (COS)...................................................................7 1.1.2 Ứng dụng của Chitin-Chitosan và Oligochitosan ........................................8 1.1.2.1 Trong nông nghiệp .....................................................................................8 1.1.2.2 Trong Y học ...............................................................................................9 1.1.2.3 Trong công nghiệp ................................................................................... 11 1.1.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất Chitin – Chitosan – Oligoglucozamin....... 15 1.1.3.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước .......................................................... 15 1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước........................................................... 17 1.2 Tổng quan về thủy sản Việt Nam.............................................................. 20 1.3 Tổng quan về cá nục................................................................................. 21 1.4 Tổng quan về phương pháp bảo quản lạnh................................................ 23 Chương II: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu ....................................... 26 2.1 Nguyên vật liệu ........................................................................................ 26 2.2 Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 27 2.2.1 Các phương pháp phân tích ...................................................................... 27 2.2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm ................................................................. 27 2.2.2.1 Quy trình dự kiến sản xuất Oligochitosan ................................................. 27 2.2.2.2 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ COS đến khả năng giữ tươi cho cá. ... 29 2.3 Thiết bị và hóa chất sử dụng trong nghiên cứu.......................................... 30 2.4 Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................ 30 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 31 3.1 Thử nghiệm sản xuất oligochitosan theo quy trình dự kiến ....................... 31 3.1.1 Xác định loại acid sử dụng ....................................................................... 31 3.1.2 Đề xuất quy trình sản xuất thực tế. ........................................................... 32 3.2 Tính toán sơ bộ chi phí nguyên vật liệu. ................................................... 34 3.3 Thử nghiệm ứng dụng oligochitosan để bảo quản cá nục........................... 35 3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ COS đến các chỉ tiêu cảm quan của cá. .............. 35 3.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Oligochitosan đến sự biến đổi của đạm bazơ bay hơi ( đạm thối NH3). ............................................................................... 36 iii 3.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ Oligochitosan đến chỉ tiêu vi sinh vật của nguyên liệu cá trong quá trình bảo quản............................................................................. 38 3.4 Đề xuất quy trình bảo quản cá nục nguyên liệu......................................... 39 Chương IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN................................................. 41 4.1 Kết luận........................................................................................................... 41 4.2 Đề xuất ý kiến ................................................................................................. 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 42 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT COS Oligochitosan XK Xuất khẩu VASEP Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam ASEAN Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á EU Liên minh Châu Âu TF Thủy phân v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của cá Nục Gai ................................................ 23 Bảng 3.1: Trạng thái chitosan dưới tác động của các chế độ thủy phân khác nhau . 31 Bảng 3.2: Chi phí nguyên vật liệu cho 100g Oligochitosan.................................... 34 Bảng 3.3: Sơ bộ tính toán chi phí nguyên vật liệu cho 100g Oligochitosan ............ 34 Bảng 3.4: Bảng điểm tổng hợp đánh giá cảm quan của các kiểm nghiệm viên đã có trọng lượng............................................................................................................ 35 vi DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Cấu tạo Chitin .........................................................................................3 Hình 1.2: Cấu tạo Chitiosan ....................................................................................5 Hình 1.3: Sơ đồ quá trình biến đổi chitin thành Chitosan .........................................6 Hình 1.4: Công thức cấu tạo của Oligochitosan .......................................................7 Hình 1.5: Cá Nục (Round scad) ............................................................................ 22 Hình 3.1: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Chitosan Oligosaccharie đến chất lượng cảm quan của cá ở nhiệt độ 0 ÷ 4oC....................... 35 Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của các nồng độ dung dịch COS đến hàm lượng NH3 ở nhiệt độ 0oC ÷4oC. ............................................................................ 37 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ COS đến tổng số vi sinh vật hiếu khí trên bề mặt. .............................................................................................. 38 1 LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây xuất khẩu các mặt hàng thủy sản nước ta ngày càng phát triển, đóng vai trò quan trọng trong tổng kim ngạch xuất khẩu Việt Nam. Tuy nhiên, lượng phế liệu thủy sản thải ra từ các nhà máy rất lớn lên tới 70.000 tấn/năm (2011). Nếu không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vì vậy, những yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh mà chủ yếu là vỏ tôm, cua, ghẹ đang ngày càng trở nên cấp bách. Đây là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất Chitin, Chitosan và Oligochitosan (COS). Do vậy, việc nghiên cứu và phát triển sản xuất Chitosan và COS là rất quan trọng để nâng cao giá trị sử dụng phế liệu này và làm sạch môi trường. Chitosan là một polysaccharide có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua, ghẹ. Đặc tính của Chitosan là không tan trong nước, có thể hòa tan trong acid nhẹ và có khả năng kháng khuẩn cao. Hiện nay, Chitosan đã được ứng dụng khá rộng trong các ngành như: y dược, nông nghiệp và nhiều ngành công nghiệp khác. Tuy vậy, tiềm năng lớn của nó ta vẫn cần nghiên cứu và khai thác sâu hơn, rộng hơn. Để mở rộng phạm vi ứng dụng trong ngành Công nghệ Thực phẩm nói chung và trong việc bảo quản thực phẩm nói riêng, cô Trần Thị Luyến đã nghiên cứu thủy phân Chitosan thành Oligochitosan (COS)- một loại Oligosaccharid có đặc tính gần giống Chitosan thậm chí có nhiều đặc tính ưu việt hơn như khả năng kháng khuẩn tốt hơn nhưng lại dễ sử dụng hơn do đặc tính hòa tan trong nước. Do đó, các nhà khoa học cho rằng khả năng ứng dụng của COS trong lĩnh vực sản xuất đời sống sẽ được mở rộng hơn. Với tình hình hiện nay, các hóa chất bảo quản thực phẩm như hàn the, Urea... bị cấm sử dụng trong lĩnh vực xuất khẩu thủy sản, thì đây là một con đường mới để chúng ta nghiên cứu và áp dụng trong thực tế sản xuất. Tuy vậy, hiện nay các công trình nghiên cứu ứng dụng Oligochitosan trong các lĩnh vực của đời sống còn rất ít. Chính vì thế, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “ Thử nghiệm sản xuất olygochitosan và sử dụng olygochitosan trong bảo quản cá nục 2 nguyên liệu”. Với mục tiêu đánh giá khả năng ảnh hưởng của COS đến độ tươi của Cá trong thời gian bảo quản Cá theo phương pháp bảo quản lạnh. Nội dung của luận văn: luận văn nghiên cứu một số nội dung sau 1) Thử nghiệm sản xuất Oligochitosan; 2) Thử nghiệm sử dụng Oligochitosan trong bảo quản cá nục nguyên liệu; 3) Đề xuất quy trình bảo quản cá nục nguyên liệu bằng oligochitosan; Ý nghĩa khoa học và thực tế của luận văn Sự thành công của đề tài là số liệu thực tế góp phần khẳng định khả năng kháng khuẩn của COS trong bảo quản cá sau thu hoạch. Các số liệu thực tế này sẽ góp phần làm phong phú thêm kiến thức về khả năng ứng dụng COS trong lĩnh vực chế biến thủy sản. Và đồng thời nó sẽ là cơ sở để các doanh nghiệp chế biến thủy sản ứng dụng Oligochitosan vào bảo quản để kéo dài độ tươi của Cá. Đáp ứng nhu cầu của doanh nghiệp không bị gián đoạn trong thời gian không đúng mùa vụ đánh bắt Cá. 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide 1.1.1 Cấu tạo và tính chất của Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide 1.1.1.1 Chitin Chitin là một polymer phổ biến trong thiên nhiên, sau cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m2 bề mặt trái đất. Trong thiên nhiên chitin tồn tại ở cả động vật và thực vật. Trong giới động vật chitin là một thành phần cấu trúc qua trọng của vỏ một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xát và giun tròn. Trong giới thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm Zygemycethers và một số tảo chlorophiceae. Trong động vật thủy sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất chitin, từ đó sản xuất các sản phẩm khác từ chúng. Chitin có cấu trúc polimer tuyến tính từ các đơn vị N-acetyl-β-D Glucozamin nối với nhau nhờ cấu trúc β-1,4 Glucozit. Công thức cấu tạo: Hình 1.1: Cấu tạo Chitin [10] Công thức phân tử: [ C8H13O5]n Trong đó: thay đổi tùy thuộc vào loại nguyên liệu - Ở tôm Thẻ: n=400÷500 - Ở tôm Hùm: n= 700÷800 - Ở Cua: n= 500÷600 4 Phân tử lượng: Mchitin = (203,09)n Chitin có màu trắng, cũng giống cellulose, chitin có tính kỵ nước cao (đặc biệt đối với α-chitin) và không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và các dung môi hữu cơ như ête, rượu. Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc chặt chẽ, có liên kết trong và liên phân tử mạnh thông qua các nhóm hydroxyl và acetamide. Tuy nhiên, cần lưu ý là β-chitin, không giống như α-chitin, có tính trương nở với nước cao. - Chitin hòa tan được trong dung dịch acid đậm đặc như HCl, H3PO4 và dimethylacetamide chứa 5% lithium chloride. - Chitin tự nhiên có độ deacetyl dao động trong khoảng từ 8-12%, phân tử lượng trung bình lớn hơn 1 triệu dalton. Tuy nhiên, chitin chiết rút từ vi sinh vật thì có phân tử lượng 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. Chitin tương đối ổn định với các chất oxy hóa khử, như thuốc tím (KMnO4), oxy già (H2O2), nước Javen (NaClO) hay Ca(ClO)2...lợi dụng tính chất này người ta sử dụng các chất oxy hóa trên để khử màu cho Chitin. Chitin khó tan trong thuốc thử Schweizel Sapranora. Điều này có thể do nhóm acetamit (-NHCOCH3) ngăn cản sự tạo thành các phức chất cần thiết. Khi đun nóng trong acid HCl đậm đặc thì Chitin sẽ bị thủy phân hoàn toàn tạo thành 88,5% D-Glucosamin và 21,5% acid acetic, quá trình thủy phân xảy ra ở mối nối Glucozit, sau đó là sự loại bỏ nhóm acetyl (-CO-CH3). (C32H54N4O21)x + 2(H2O)x (C28H50N4O19)x + 2(CH3-COOH)x Khi đun nóng Chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì Chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành Chitosan. Đun nóng Chitin + n NaOH (đậm đặc) Chitosan + n CH3COONa Chitin có khả năng hấp thụ hồng ngoại ở bước sóng: λ = 884÷890µm. [4] 5 1.1.1.2 Chitosan Chitosan là một dạng của polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị D-Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết 1-4 glucozide. Các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hóa học như: acid, bazơ, tác nhân oxy hóa và các enzyme thủy phân. [6] Công thức cấu tạo: Hình 1.2: Cấu tạo Chitiosan [9] Công thức phân tử của chitosan: [C6H11N]n Phân tử lượng trung bình của chitosan: M= (161,07)n Phân tử lượng của chitosan là một thông số cấu trúc quan trọng, nó quyết định tính chất của chitosan như khả năng kết dính, tạo màng, tạo gel, khả năng hấp phụ chất màu, đặc biệt là khả năng ức chế vi sinh vật. Chitosan có phân tử lượng càng lớn thì có độ nhớt càng cao. Thông thường, phân tử lượng của chitosan nằm trong khoảng từ 100.000 dalton đến 1.200.000 dalton (Li và cộng sự, 1997). Phân tử lượng của chitosan phụ thuộc vào nguồn chitin, điều kiện deacetyl và thường rất khó kiểm soát. Tuy nhiên, Chitosan có phân tử lượng thấp thì thường có hoạt tính sinh học cao hơn, thường có nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, y học và công nghệ sinh học. Chitosan có phân tử lượng lớn, có khả năng tạo màng tốt và màng chitosan tạo thành có sức căng tốt. Độ nhớt của chitosan phụ thuộc vào phân tử lượng. Chitosan có phân tử lượng thấp có độ nhớt từ 30-200 cps và chitosan có phân tử lượng lớn hơn 1 triệu dalton có độ nhớt lên đến 3.000- 4.000 cps. Ngoài ra, độ nhớt của chitosan còn phụ thuộc vào độ deacetyl, cường độ ion, pH, nhiệt độ. 6 Chitosan là chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, không mùi, không vị ở dạng vảy có màu trắng trong hay màu hơi vàng. Loại Chitosan hay được dùng trong y tế và thực phẩm có trọng lượng phân tử trung bình từ 200.000 đến 400.000 Dalton. Chitosan mang tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong nước và kiềm nhưng hòa tan trong acid loãng (pH=6÷6,5) sẽ tạo thành dung dịch keo nhớt trong suốt hơi sền sệt. Chitosan khi hòa tan trong dung dịch acid acetic loãng sẽ tạo dung dịch keo dương, do vậy keo chitosan không kết tủa với ion dương. Chitosan tác dụng với iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím. Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan. [5] Hình 1.3: Sơ đồ quá trình biến đổi chitin thành Chitosan[9] Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là polycationic (pH<6,5), có khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipids do có mặt của nhóm amino (NH2). Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn khi sử dụng làm thực phẩm, dược phẩm, có tính hòa hợp sinh học cao đối với cơ thể và có khả năng tự phân hủy sinh học. Chitosan và có oligomer của nó có đặc tính miễn dịch, do đó nó kích thích các tế bào giữ nhiệm vụ bảo vệ miễn dịch đối với các khối u và các tác nhân gây bệnh. Ngoài ra, chitosan còn có khả năng hút nước, giữ ẩm, có tính kháng 7 khuẩn, kháng nấm. Chúng có khả năng liên kết với protein, lipid nên có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid trong máu. Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptide-insulin, kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tụy nên Chitosan được dùng để trị bệnh tiểu đường. Nhiều công trình đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển các bào u, ung thư...[6] 1.1.1.3 Oligochitosan Oligochitosan là sản phẩm của quá trình thủy phân chitin, chitosan bằng các con đường hóa học hoặc sinh học. Tùy theo từng điều kiện, chế độ thủy phân mà các Oligochitosan có khối lượng phân tử khác nhau. Oligochitosan là một saccharide, được kết hợp bởi các monosaccharide từ 2 ÷ 20 trong cấu trúc của chitin và chitosan. Oligochitosan được xem như 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 thư, chống oxy hóa, chống bướu, chống bệnh tim mạch. Công thức cấu tạo Oligochitosan Hình 1.4: Công thức cấu tạo của Oligochitosan Công thức phân tử: (C6H11O4N)n ; n= 0 ÷ 6 COS dạng bột có màu trắng hoặc hơi vàng, không 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 cao như: tăng sức đề kháng, điều hòa lượng 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 thư máu...Ngoài ra COS 8 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 xương sụn rất tốt. COS còn có khả năng kháng bệnh cho cây trồng vật nuôi, đồng thời cũng là chất kích thích sinh trưởng rất tốt.[6] Các phương pháp sản xuất COS: Hiện nay có nhiều phương pháp sản xuất COS như: - Phương pháp sinh học: Dùng enzyme để thủy phân Chitin hoặc Chitosan. - Phương pháp hóa học: Dùng acid để thủy phân như HCl - Phương pháp phóng xạ: Dùng các chất phóng xạ để thủy phân 1.1.2 Ứng dụng của Chitin-Chitosan và Oligochitosan 1.1.2.1 Trong nông nghiệp Trong nông nghiệp, Chitin, Chitosan được sử dụng để tăng cường sự hoạt động của các vi sinh vật có lợi trong đất, bọc các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự tấn công của nấm trong đất và tăng cường khả năng nảy mầm của hạt, giảm stress cho cây, kích thích sinh trưởng và tăng năng suất thu hoạch. Đặc biệt, Chitosan có đóng vai trò là chất kích thích hệ miễn dịch của cây và sự hoạt động của enzyme chitinase.[8] Viện khoa học nông nghệp Miền Nam và Trung tâm công nghệ sinh học thủy sản đã nghiên cứu tác dụng của Chitosan đối với các hạt giống dễ mất khả năng nẩy mầm và góp phần thúc đẩy khả năng sinh trưởng của cây con. Kết quả là kéo dài thời gian sống và duy trì khả năng nẩy mầm của hạt cà chua và đậu côve sau thời gian bảo quản là 9÷12 tháng ở điều kiện bình thường, hạt sinh trưởng và phát triển tốt.[6] Qua nghiên cứu ảnh hưởng của Chitosan và các nguyên tố vi lượng lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của lúa mạ, ở nhiệt độ thấp thì kết quả cho thấy Chitosan vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng Nitơ tổng số, đồng thời hàm lượng các Enzyme như Amylase, Catalase hay peroxidase cũng tăng lên. Ngoài ra trong nông nghiệp còn sử dụng Chitosan đẻ bảo quản thực phẩm, trái cây, 9 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. Ngoài ra Chitosan còn được làm nguyên liệu bổ sung vào thành phần thức ăn cho động vật thủy sản, giúp kích thích tăng trưởng tốt.[6] Oligochitosan ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng của rau cải, đậu cove và một số rau khác, có tác dụng tăng năng suất, tăng khả năng kháng bệnh, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trường và thực hiện chương trình rau sạch, rau an toàn. COS ảnh hưởng tích cực đến sinh trưởng và năng suất của Ngô. Với nồng độ phun thích hợp là 40ppm, số lần phun là 3 lần/vụ, liều lượng phun là 300 l/ha, năng suất sau khi sử dụng tăng 20% so với đối chứng ( theo nghiên cứu của Đại học Nông nghiệp I Hà Nội).[1] 1.1.2.2 Trong Y học Ở một số nước đã sản xuất chỉ khâu phẫu thuật từ Chitin nhờ việc phát hiện ra một số dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan Chitin ở nhiệt độ thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer.[1] Nhật Bản đã sản xuất ra “Da nhân tạo” có nguồn gốc từ Chitin được gọi là Beschitin. W, nó giống như là một tấm vải (có kích thước 10x10cm) và được bọc ốp lên vết thương chỉ một lần đến khi khỏi. Tấm Beschitin.W bị phân hủy sinh học từ từ cho đến lúc hình thành lớp biểu bì mới. Nó có tác dụng giảm đau, giúp các vết sẹo, bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng và chống nhiễm trùng.[6] Ở Việt Nam, các nhà khoa học thuộc Viện Hóa học, Trung tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia và bác sĩ Trường Đại học Y Hà Nội đã nghiên cứu thành công Da nhân tạo có tên Vinachitin. Vinachitin dùng trong các trường hợp bệnh nhân bị thương, bỏng trên diện tích rộng, bệnh nhân bị choáng do mất nước dẫn đến dễ bị nhiễm trùng. Có tác dụng chống mất nước, tăng khả năng tái tạo da và đặc biệt khi vết thương lành không để lại sẹo.[4] 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 10 nhân gây bệnh, Chito-Oligosaccarid sản xuất từ Chitin được sử dụng làm thuốc giảm đau Cholesterol trong máu. Thời gian qua Khoa Dược của trương Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh đã bước đầu nghiên cứu thành công thuốc trị viêm loét dạ dày, tá tràng từ Chitosan. Nhật Bản đã sản xuất các sản phẩm, hàng hóa cho người ăn kiêng có chứa Chitosan để làm giảm Cholesterol, theo các nhà khoa học thì tác dụng hạ cholesterol của N,N,N-Trimetylchitosan (TMC) là do trong phân tử của nó có chứa nhóm –N+ (CH3), các nhóm này có khả năng kết hợp với Cl- của các axit béo có trong muối mật và được đào thải ra khỏi cơ thể. Làm giảm lipid trong máu, giảm cân nặng và chống béo phì với mục đích để tránh nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tiểu đường như bánh mỳ, khoai tây chiên, dấm, nước chấm... được bán rộng rãi trên thị trường. Do có khả năng kháng khuẩn và tạo nên màng Chitosan được ứng dụng phối hợp với một số thành phần phụ liệu khác để tạo da nhân tạo chống nhiễm khuẩn và cầm máu.[6] Trong kỹ nghệ bào chế dược phẩm, Chitosan được sử dụng làm chất tạo màng, chất tạo dính, viên nang, làm tá dược độn hay các chất mang sinh học dẫn thuốc... Trên thế giới việc ứng dụng Chitosan trong công nghệ sản xuất thuốc rất mạnh mẽ và hiệu quả. Tác dụng của Chitosan là bao bọc tá dược hay cố định thuốc để kéo dài thời gian sử dụng thuốc cũng như tránh các tác dụng phụ của thuốc. Nhìn chung Chitin- Chitosan có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong y học. Hiện nay các nhà khoa học đang nghiên cứu các ứng dụng khác của nó như: tác động kích thích miễn dịch, chống sự phát triển của khối u, đặc biệt đặc tính làm giảm Cholesterol hay nghiên cứu làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng... đang mở ra những hướng đi mới. COS và các chế phẩm 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. Đồng thời COS còn được sử dụng làm thuốc để hạ cholesterol trong máu. 11 1.1.2.3 Trong công nghiệp  Trong công nghiệp thực phẩm Chitin, Chitosan là một polymer tự nhiên không độc và rất an toàn đối với thực phẩm với tính chất khá đặc biệt kháng khuẩn, chống ẩm, tạo màng, có khả năng hấp thụ màu tốt, hấp phụ một số kim loại nặng, nên chitosan được nghiên cứu ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm và bảo quản. Sử dụng màng Chitosan bao bọc thực phẩm để kéo dài thời gian bảo quản và cải thiện chất lượng thực phẩm tươi, thực phẩm cấp đông đã được thử nghiệm suốt 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.[6] Chitosan có độ chống thấm cao đối với các chất như 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 dùng để lọc trong các loại nước ép hoa quả, rượu bia, nước ngọt và có thể lọc các nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm nhờ khả năng làm đông có thể lơ lửng, rắn giàu protein trong nước thải của quá trình chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến tôm, cá nhờ khả năng kết dính tốt các ion kim loại nặng Hg, Pb... của keo dương Chitosan. Vì vậy các ion kim loại trên bị giữ lại mà keo Chitosan không bị keo tụ. Các sản phẩm thịt rất dễ bị mất mùi và ôi do sự oxy hóa của các thành phần lipid không bão hòa. Hiệu quả sử lý của Chitosan để ổn định các chất oxy hóa trên thịt bò đã được Darmadji và Izumimoto nghiên cứu, họ quan sát thấy rằng sử dụng Chitosan nồng độ 1% dẫn đến giảm 70% giá trị 2-thiobarbi-turic acid (TBA) sau 3 ngày bảo quản ở 40C. Năm 1983, Thực phẩm Mỹ (USFDA) đã chấp nhận Chitosan được dùng làm chất phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm. Chitosan tạo màng mỏng bao gói bảo quản thực phẩm, ngoài ra chúng còn dùng để khử màu các sản phẩm thẩm màu như dầu cá, nước mắm xuất khẩu. 12 Tại Canada và Mỹ từ lâu đã cho phép sử dụng vỏ bọc thực phẩm bằng màng Chitosan, là một dạng của polymer được dùng an toàn cho người, vì có hoạt tính sinh học đa dạng nên Chitosan đã được đưa vào thành phần trong thức ăn như sữa chua, bánh kẹo và nước ngọt... [6] Oligochitosan có phân tử lượng thấp, tan được trong nước, có khả năng kháng khuẩn cao nên hiện nay COS đang được chú ý đến để ứng dụng vào các ngành công nghiệp. Năm 2005, Hoàng Ngọc Anh đã nghiên cứu về oligoglucozamin để bảo quản thịt heo. Năm 2006, có công trình nghiên cứu của cô Trần Thị Luyến và cộng sự dùng oligoglucozamin làm chất bảo quản xúc xích gà surimi. Năm 2009, Cô Trần Thị Luyến và Đỗ Hải Lưu đã nghiên cứu ảnh hưởng của Chitosan, Oligochitosan đến một số vi sinh vật gây bệnh trên cá bảo quản bằng nước.  Trong công nghệ sinh học Trong lĩnh vực công nghệ sinh học, Chitin- Chitosan là một chất mang phù hợp cho sự cố định enzyme tế bào. Enzyme cố định tế bào là một chất xúc tác sinh học hoạt động trong một không gian linh hoạt. Enzyme cố định đã cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzyme trong công nghiệp, y học, khoa học phân tích... enzyme cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác, nhất là tỏng công nghệ làm sách nước, làm trong nước quả. Sử dụng enzyme cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao.[8] Đặc điểm quan trọng của các nguyên liệu được sử dụng làm chất mang enzyme là diện tích bề mặt rộng trên một đơn vị thế tích hay trọng lượng, không bị phân giải, không tan, bền vững với các yếu tố hóa học, giá rẻ, dễ kiếm. Trong các loại polymer, Chitin và Chitosan thỏa mãn các yêu cầu trên, chúng bền vững, không tan, ổn định với các yếu tố hóa học. Phương pháp cố định enzyme bao gồm: enzyme được dính trên chất mang bằng liên kết hấp thụ hay liên kết tĩnh điện ( liên kết ion), hoặc liên kết vùi trong lưới gel liên kết ngang (grosdinking). Enzyme được cố định trong Chitosan bằng liên kết hấp phụ hay liên kết ngang qua chất trung gian như: glutaradehyd, hoặc có 13 khi enzyme bị vùi trong lớp lưới gel tạo thành liên kết ngang giữa Chitosan và glutaradehyd. Qua nhiều nghiên cứu cho thấy, Chitosan có các đặc điểm sau: - Chitosan là nguyên liệu linh hoạt, dẻo. Nó có thể dùng để cố định enzyme bằng liên kết hấp phụ đơn giản, bằng hấp phụ dạng lưới hay bằng liên kết ion qua nhân tố chức năng trung gian hoặc ở dạng thể vùi. - Sự liên kết ion NH3+ của Chitosan với các ion âm tự do trên enzyme là các nhân tố hình thành liên kết hấp phụ và liên kết ion. - Hiệu suất cố định theo phương pháp hấp phụ có khuynh hướng cao hơn theo phương pháp ion, cho phép thực hiện trong điều kiện nhẹ nhàng. - Khi so sánh với các chất nang khác thì Chitosan có khả năng chứa đựng lượng protein 10÷30mg/gram Chitosan.  Trong công nghiệp giấy Chỉ cần bỏ ra 1% Chitin tính theo trọng lượng vào bột giấy cũng đã đủ làm tăng sức dẻo dai của giấy, cắt giảm thời gian cần thiết để rút nước ra khỏi bột, để gia tăng số lượng chất sợi trong giấy. Nhờ đó các nhà máy có thể dùng ít chất sợi hơn nhưng vẫn giữ được phần tốt của giấy. Theo ước tính các nhà sản xuất giấy có thể tiết kiệm được 90% năng lượng tiêu thụ vì bây giờ họ không cần đánh bột giấy để rút nước ra nữa. Loại giấy được chế tạo bằng chất Chitin dễ in hơn lại giấy bình thường và khó rách hơn khi bị ướt. Với đặc tính này Chitin có thể được dùng trong việc chế tạo tã lót thay cho trẻ em, khăn giấy và bao giấy gói hàng.[8] Do cấu trúc của Chitosan tương tự cellulose nên người ta bổ sung Chitosan vào nguyên liệu làm giấy, chúng giúp giấy có độ bền dai, đồng thời chất lượng in trên giấy cũng tốt hơn. Ngoài ra, còn ứng dụng Chitosan để sản xuất giấy chịu nhiệt, giấy hoa dán tường.[6]  Trong công nghiệp dệt Chitosan được dùng để hồ vải, cố định hình in hoa, màu sắc. Ưu điểm là làm cho vải hoa, tơ sợi bền màu, bền sợi, chịu được cọ sát, mặt ngoài thì ánh đẹp. Tuy nhiên nhược điểm duy nhất là màu sắc hơi vàng, không thích hợp với vải trắng. 14 Chitosan là nguyên liệu quan trọng để hồ lên vải chống nước. Hòa tan Chitosan trong CH3COOH loãng 1,5% cùng với acetat nhôm và axit stearic thì được hỗn hợp. Hỗn hợp này đem sơn lên vải, khi khô tạo thành màng mỏng chắc bền chịu được nước, chống lửa, cách nhiệt, chịu nắng và chống thối. Vải này được sử dụng để sản xuất vải bao dây điện, những dụng cụ bảo hộ trong sản xuất, nghiên cứu. Dung dịch keo Chitosan có thể trực tiếp tiến hành làm sợi và loại sợi này dễ hòa tan trong axit tính năng kém, cần phải dùng Propenoic Nitrite, độ dai cũng tăng rõ rệt. Sợi Chitin có ưu điểm là chịu được axit, ánh sáng, không độc,... nhưng khuyết điểm là khó nhuộm, giá thành cao.  Trong công nghiệp hóa mỹ phẩm Chitosan được sử dụng trong thành phần sản xuất kem chống khô da, làm kem dưỡng da, làm khả năng hòa hợp sinh học giữa kem thuốc và da, chế tạo thuốc định hình tóc, kem bột da lột mặt. [6] Từ năm 1969, Chitin đã được bắt đầu sử dụng nhiều trong kỹ thuật bào chế mỹ phẩm. Vài hãng đã dùng nó trong kem và thuốc bôi ngoài da để làm cho kem đặc lại và những hãng khác đang thí nghiệm để dùng nó trong việc bào chế thuốc tri sốt và vecni sơn móng tay. Chitosan còn được cho thêm vào trong thuốc gội đầu để làm cho nước loãng hơn bằng cách khóa các ion Fe, Ca và Mg lại với nhau.  Trong bảo vệ môi trường Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (USEPA) đã cho phép Chitosan không những được dùng làm thành phần thức ăn, mà còn dùng cả trong việc tinh chế nước uống, tẩy lọc nguồn và hấp phụ các kim loại nặng trong các nhà máy chế biến. Nhiều cuộc hội nghị quốc tế về Chitosan đã khẳng định tác dụng điều trị và tính an toàn của Chitosan. Chitosan đã được tổ chức y tế thế giới (WHO) đánh giá cao và được gọi là “ yếu tố thứ sau của sự sống con người” và đã chính thức được WHO cho phép dùng trong y học và thực phẩm. Chitin, Chitosan được ứng dụng khá phổ biến trong xử lý môi trường nhờ khả năng hấp phụ, tạo phức với các ion kim loại ( pb, Hg, Cd, Fe, Cu...) các chất màu,
- Xem thêm -