Dùng chitosan trongcố địnhtế bào
Ch itin-Chitosan làmột chất mang p hùh ợp chosựcố định enzymetế bào .
Enzymecố địnhtế bào làmột chất xúc tác sinhh ọc hoạt động trongmột khôn g
gian linh hoạt. Enzymecố định cho p hépmở ra việcsửd ụngrộn g rãi enzy me
trong công nghiệp, t ro ng yhọc, kho ahọ c ph ân tích Enzymecố địn h đượcsử
dụng lâu dài , khôn gcần thay đổi chất xú c tác, nhất là tron g công n ghệ làmsạch
nước, làm trongnước quả, sửdụ ng enzymecố địn hrất thuậnlợi và đạt hiệu quả
cao.
Đặc điểm quan trọngcủa các nguy ên liệu đượcsửdụng làm chất mang
enzy me là diện tíchbềmặt trênmột đơnvị th ể tích hay trọnglượng phảirộng,
khôngbị phân giải, không tan,bềnvữngvới cácy ếutố hóahọc, giárẻ,dễ kiếm.
Trong các loại poly mer thì chitin và chitosan thõa mãn y êucầu trên.
Phương phápcố định enzy me baogồm: Enzy me được dính trên chất mang
bằng liênkếthấp phụ hay liênkếttĩnh điện (liênkết ion), hoặc liênkết vùi trong
lưới gel, liênkết ngang (GrossDingking). Enzy me đượccố định trong Chitosan
bằng liênkếthấp phụ hay liênkết ngang quacầunối chất trung gian như:
Glutaraldehy t hoặc có khi enzy mebị vùi tronglưới geltạo thành liênkết ngang
giữa Chitosan và Glutaraldehy t.
52 trang |
Chia sẻ: leddyking34 | Lượt xem: 3125 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Bảo quản dứa (khóm) bằng công nghệ sinh học, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
o dài được thời hạn bảo quản, không ngăn chặn được bệnh mà còn biến đổi xấu
hơn so với mẫu không xử lý. Ngược lại nếu liều lượng quá cao có thể ngăn được vi
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 16
sinh vật gây bệnh nhưng lại ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm: quả
có thể bị mềm, bị mất màu, … vì vậy phải tìm ra một liều lượng chiếu xạ thích hợp
sao cho vừa kéo dài được thời hạn bảo quản vừa giữ được chất lượng sản phẩm.
Liều lượng chiếu xạ dùng cho mỗi loại rau quả một khác, phụ thuộc vào đặc tính
của loại đó. Không phải tất cả các loại rau quả đều có thể bảo quản được bằng chiếu
xạ. Thông thường với loại rau quả có độ pH > 4,5 thì phải chiếu xạ với liều lượng
khoảng 45 MRad, còn loại co pH < 4,5 thì dùng liều lượng thấp hơn 13 MRad
Ưu điểm của phương pháp chiếu xạ là: đơn giản, nhanh chóng và thuận tiện;
không để lại dư lượng nếu dùng liều lượng hợp lý; quá trình chiếu xạ có thể dễ dàng
điều khiển theo ý muốn và giá thành thấp.
7. Bảo quản rau quả bằng Ozon
Được tạo thành khi có sự phóng điện, là hợp chất không bền dễ bị phân hủy
thành O2 va [O] nguyên tử. Mức độ tiêu diệt vi sinh vật của Ozon mạnh gấp 1,5 lần
so vớn Clorine đặc biệt Ozon có tác dụng rất mạnh đối với vi khuẩn Ecoli.
Ozon có thể khử đi những mùi hôi không mong muốn vì tính oxy hóa khử
của nó. Ozon còn có tác dụng loại bỏ Etylen.
C2H4 + 2O3 = 2CO2 + 2H2
1.3.3. Phương pháp bảo quả Dứa đang được áp dụng
Sau khi thu hái Dứa được lựa chọn theo độ chín, kích thước. Loại bỏ những
quả bầm dập, sây sát. Dứa bảo quản cả hoa, cuống để dài khoảng 2cm.
Kho bảo quản cần được sat trùng bằng formalin chứa 36% formaldehyd với
liều lượng 0,25 lit/m2 sàn. Nhiệt độ lúc phun là 16-180C, độ ẩm 95% đến 97%. Phun
xong đóng kín kho trong 24 giờ. Có thể xông kho bằng lưu huỳnh với liều lượng
10g/m3. Khi xông cũng đóng kín phòng trong 24 giờ.
Trước khi bảo quản, Dứa có thể được xông bằng Metilbrom với liều lượng
50 đến 80g/m3 kho trong 30 phút, sau đó xếp vào bao bì và cho vào kho bảo quản.
Dứa xanh được bảo quản trong phòng lạnh nhiệt độ 10-110C, độ ẩm 85-90%.
Không bảo quản Dứa xanh ở nhiệt độ thấp hơn 70C vì lõi Dứa dễ bị thâm và mất
khả năng chín.
Dứa xanh được xử lý bằng hóa chất 2,4DT nồng độ 0,05% và bọc sáp hoặc
nhúng Topxin M 0,2% có thể bảo quản ở nhiệt độ 20-250C được hai tuần.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 17
Ngoài việc xử lý Dứa bằng hóa chất, người ta con dùng màng PE chuyên
dùng để bọc Dứa rồi bảo quản. Bằng cách này có thể kéo dài thời gian bảo quản lên
gấp đôi.
Dứa chín bảo quản ở 4,5-70C, độ ẩm 85-90%. Không bảo quản dưới 40C.
2.TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN
2.1. Nguồn gốc của chitosan
Chitin phân bố và tồn tại khá phong phú trong tự nhiên, chúng có cả ở động
vật và thực vật. Song trong động vật thủy sản đặc biệt là trong lớp vỏ của các động
vật giáp xác như tôm, cua, ghe… thì hàm lượng chitin chiếm khá cao so với trọng
lượng khô.
Chitin là một polysaccaride có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử
lớn. Cấu trúc Chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối
hydrogen và hình thành một mạng các sợi ít nhiều có tổ chức.
Chitosan là một dẫn xuất của Chitin, nó là một polymer hữu cơ phổ biến
trong tự nhiên sau cellulose và chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1năm/m2 bề
mặt trái đất.
2.2. Cấu trúc phân tử của 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.
Công thức cấu tạo của Chitosan:
Công thức phân tử: (C6H11O4N)n
Phân tử lượng : MChitosan = (161,07)n
2.3. Tính chất của Chitosan
* Tính chất sinh học
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
OH OH OH
NH2 NH2 NH2
CH2OH CH2OH CH2OH
n
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 18
- Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn cho người khi sử dụng
làm thực phẩm, dược phẩm, có tính hòa hợp sinh học cao đối với sơ thể, có khả
năng tự phân hủy sinh học.
- Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: khả năng hút nước giữ
ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích tăng sinh
tế bào ở người và động vật, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo
dinh dưỡng.
* Tính chất hóa học
- Chitosan là chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, dạng vẩy có
màu trắng trong hay hơi vàng, không mùi vị.
- Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong nước, tan trong môi trường
acid loãng (pH=6,6) tạo dung dịch keo dương, nhờ đó mà keo Chitosan không bị kết
tủa khi có mặt của một ion kim loại nặng như Pb3+, Hg2+.
- Chitosan kết hợp với aldehyt trong điều kiện thích hợp để hình thành gel,
đây là cơ sơ để bẫy tế bào, enzyme.
- Chitosan phản ứng với acid đặc tạo muối khó tan, cho phản ứng màu tím
khi tác dụng với iod và acid sunfuric, do đó có thể dùng phản ứng này để định tinh
Chitosan.
2.4. Ứng dụng của Chitin-Chitosan
Chitin không có công dụng gì đáng kể khi ở nguyên dạng vì tính tan kém,
tuy nhiên khi chuyển sang các dẫn xuất như: glucosamin, chitosan, … thì nó lại
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:
● Trong nông nghiệp
Chitosan được dùng như một thành phần chính trong thuốc phòng trừ nóng
bệnh (đạo ôn, khô văn,…), dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng như:
lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh,… Chitosan không độc hại, giữ tác dụng
lâu trên lá, cây, làm tăng độ nảy mầm cuả hạt, tăng việc tạo dịp lục trên lá, tăng khả
năng đâm rễ, thúc đẩy quá trình ra hoa kết quả và làm tăng năng suất thu hoặc của
cây trồng
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 19
Dung dịch chitosan có khả năng tạo màng mỏng dùng để bọc các hạt giống
nhằm ngăn chặn sự tấn công của nấm, của vi khuẩn. Thực tế bộ phận thường bị nấm
tấn công nhất là hệ rễ, nếu dùng chitosan bao bọc thì năng suất tăng 20% so với
không dùng Chitosan. Ngoài ra, Chitosan có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ
sâu.
Chitosan dược làm thực phẩm tăng trưởng cho gà. Khi thêm 10% Chitosan
vào thức ăn giúp gà tăng sức đề kháng, phát triển, không độc hại và không để lại
hậu quả nào.
● Trong công nghiệp nhẹ
* Trong công nghiệm thực phẩm:
Chitosan dược dùng để bảo quản thực phẩm tươi bằng cách nhúng thực phẩm
vào dung dịch Chitosan hoặc tạo ra những màng mỏng dùng để bao gói thực phẩm,
như táo nếu được bảo quản trong một lớp màng chitosan mỏng thi sau 6 tháng vẫn
giữ được vẻ tươi ngon như ban đầu nhờ vào khả năng kháng vi sinh vật của màng
Chitosan và hạn chế được quá trình bay hơi nước.
Chitosan có tính tẩy màu mà không hấp phụ mùi và các thành phần khác nen
người ta ứng dụng vào việc khử màu nứơc uống ở nồng độ 1g Chitosan bột cho
100ml nước uống.
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 các thể lơ lửng, rắn giàu protein trong nước thải của quá trình
chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến thủy sản.
Dung dịch keo Chitosan có thể bọc hạt Gel Alginat trong việc cố định tế bào
nấm men để lên men rượu và dịch quả nhiều lần
Viện Hóa Học các hợp chất thiên nhiên, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và
Công Nghệ Quốc Gia đã điều chế được chế phẩm chất bảo quản BQ-1 được chế
biến từ hỗn hợp dung dịch Chitosan và một số các hợp chất có nguồn gốc từ tự
nhiên khác dùng để bảo quản quả tươi như: cà chua, vải, nho, chuối.
Phòng polyme dược phẩm, Viện Hóa Học, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên
và Công Nghệ Quốc Gia đã điều chế được chế phẩm PDP là một hỗn dịch trên cơ
sơ chitosan để bảo quản và làm trong nước quả.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 20
Có thể chế tạo màng chitosan dùng trong thực phẩm như sau: Hòa tan
chitosan trong acid acetic 1,5% tạo thành dung dịch chitosan 6%, đánh đảo đều, lọc
dung dịch bỏ cặn và chất không tan. Lấy dung dịch vừa lọc pha với hai phần
Glycerine và hai phần dung dịch acetat kẽm 20% tạo thành dung dịch loãng, dẻo.
Đem hỗn hợp vừa trộn đun cách thủy 40-500C, thời gian 20-30 phút khi nào thấy
dung dịch trong suốt là được. Dùng hỗn hợp trên tráng thành những màng mỏng
Chitosan. Màng mong Chitosan này có thể thay thế polyetylen để bao bọc thực
phẩm cao cấp.
* Trong công nghiệp dệt:
Nhờ vào tính không tan trong nước của Chitosan đã làm cho nó có khả năng
hồ lên vải làm vải chống ẩm, ngoài tính không thắm nước vải sợi sau khi xử lý còn
có khả năng chống bén lửa, cách nhiệt, chịu nắng tốt, chống mục.
Chitosan có thể dùng để sản xuất bao bì chống ẩm, dụng cụ bảo hộ lao động
trong sản xuất cũng như trong nghiên cứu.
Chitosan được dùng để hồ, cố định hình in hoa, ưu điểm là nó có thể thay đổi
được hồ tinh bột để làm cho vải hoa, tơ, sợ bền hơn, chịu được sự cọ xát, bề mặt
bóng đẹp, chịu được acid và kiềm nhẹ.
* Trong công nghiệp giấy:
Chitosan làm tăng độ bền cho giấy, chỉ cần thêm trọng lượng bằng 1%
trọng lượng của giấy sẽ làm sức dẻo dai của giấy, giảm thời gian cần thiết để rút
nước ra khỏi bột, để làm gia tăng số lượng chất sợi trong giấy. Theo ước tính của
nhà sản xuất giấy có thể tiết kiệm được 90% năng lượng tiêu thụ vì bây giờ họ
không cần đánh bột để rút nước ra nữa. Loại giấy được chế tạo bằng Chitin dễ in
hơn loại giấy binh thường và khó rách hơn khi bị ướt. Với đặc tính này Chitin có
thể được dùng trong việc chế tạo tả lót cho trẻ em, khăn giấy và bao giấy gói hàng.
* Trong mỹ phẩm:
Dùng chitosan như một chất phụ gia để làm kem thoa mặt, làm thuốc làm
mềm da, làm tăng khả năng hòa hợp sinh học giữa da và kem thuốc, chế tạo ra kem
lột da mặt vì bản chất Chitosan là cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi những nóm
NH4+ thừa, được các nhà hóa học gắn với những tia cực tím hay những chất giữ
nước. Chitosan trở thành cầu nối giữa hoạt chất của kem và da.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 21
● Trong y học
Chitosan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực y tế như: dùng để chữa bỏng,
chăm sóc vết thương, dùng làm chỉ khâu, làm da nhân tạo.
Chitosan đã được nghiên cứu trong lĩnh vực y học ở Việt Nam làm thuốc
polysan 2% để chữa bỏng và vết thương mau lành, không để lại sẹo, không có tác
dụng phụ, không gây dị ứng, được bộ y tế diệt và cấp giấy phép lưu hành trong toàn
quốc.
Từ chitosan sản xuất glucosamincos khả năng thúc tiến thuốc kháng sinh tố
và có thể dùng làm nguyên liệu để nuôi vi trùng và chế thuốc.
Trong kỹ nghệ và bào chế dược phẩm, chitosan có thể làm chất phụ gia như
làm tá độn, tá dược dính, chất tạo màng viên nang mềm và cứng và chất mang sinh
học dẫn thuốc…
Theo nghiên cứu dùng Chitosan làm tá dược dính trong một số công thức
viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng của Nguyễn Thị Ngọc
Tú, Nguyễn Phúc Khuê và Nguyễn Thị Thanh Hải cho kết quả chitosan làm tá dược
đính trên Vitamin C tốt ngang PVP (dung dịch cồn polyvinyl pirovidin) và là tác
nhân khóa ion kim loại nặng tương tự EDTA_Na2 (Etylen Diamin Tetra
Natriacetat). Chitosan có khả năng dùng thay thế hỗn hợp PVP, EDTA_Na2 trong tế
bào thuốc viên vì có khả năng tạo màng phim trên viên, thích hợp để bao các viên
có thành phần trung tính hoặc acid nhẹ.
Khoa Dược trường Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh đã nghiên cứu
thuốc chữa viêm loét dạ dày tá tràng từ chế phẩm của Chitosan như: Gel Chiosan,
Gel Chitin, Gel Chitosan và Al(OH)3.
Chitosan và dẫn xuất của nó dùng làm thuốc chữa bệnh như: thuốc hạ
cholesterol trong máu, thuốc chống béo phì với hàm lượng chitosan 2%, chữa các
vết thương. Ngoài ra người ta con sản xuất được chỉ khâu tự nhiên bằng chitin.
Một công ty ở Mỹ đã dùng Chitosan để tạo vật dụng hút nước và chỉ khâu tự
tiêu. Các bác sĩ Mỹ đã khám phá rằng có thể giúp máu đông nhanh hơn và đã chế
tạo ra thấu kính tiếp xúc không đặc tính thị lực từ Chitosan giúp quá trình liền sẹo
của thị giác.
● Ứng dụng trong công nghệ sinh học
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 22
* Dùng chitosan trong cố định tế bào
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 cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzyme
trong công nghiệp, trong y học, khoa học phân tích… Enzyme cố định được sử
dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác, nhất là trong công nghệ làm sạch
nước, làm trong nước quả, sử dụng enzyme cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả
cao.
Đặc điểm quan trọng của các nguyên liệu được sử dụng làm chất mang
enzyme là diện tích bề mặt trên một đơn vị thể tích hay trọng lượng phải rộng,
không bị phân giải, không tan, bền vững với các yếu tố hóa học, giá rẻ, dễ kiếm.
Trong các loại polymer thì chitin và chitosan thõa mãn yêu cầu trên.
Phương pháp cố định enzyme bao gồm: Enzyme được dính trên chất mang
bằng liên kết hấp phụ hay liên kết tĩnh điện (liên kết ion), hoặc liên kết vùi trong
lưới gel, liên kết ngang (GrossDingking). Enzyme được cố định trong Chitosan
bằng liên kết hấp phụ hay liên kết ngang qua cầu nối chất trung gian như:
Glutaraldehyt hoặc có khi enzyme bị vùi trong lưới gel tạo thành liên kết ngang
giữa Chitosan và Glutaraldehyt.
Qua nhiều nghiên cứu cho thấy Chitosan có các đặc điểm sau:
- Chitosan là một nguyên liệu dẻo, linh hoạt, nó có thể cố định enzyme bằng
các hấp phụ đơn giản, bằng hấp phụ dạng lưới gel hay bằng liên kết ion qua nhân tố
chức năng trung gian hoặc ở dạng thể vùi.
- Sự liên kết ion NH4+ của chitosan với các ion âm tự do khác trên enzyme,
là nhân tố hình thành liên kết hấp phụ hay ion.
- Hiệu suất cố định theo phương pháp hấp phụ có khuynh hướng cao hơn
theo liên kết ion, cho phép thực hiện trong điều kiện nhẹ nhàng.
- Khi so sánh với các chất mang khác thì Chitosan có khả năng chức đựng
lượng protein 10-30mg/gram Chitosan.
* Các ứng dụng khác của Chitosan
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 23
Chức năng tạo film của chitosan đã được nhiều tác giả nghiên cứu, khả năng
này được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Màng Chitosan đã được ứng
dụng trong công nghệ sinh học nuôi nhốt tế bào...
● Trong một số các ngành công nghiệp khác
Công nghệ in: Dùng làm mực in cao cấp.
Công nghệ phim ảnh, công nghệ điện tử và bán dẫn: làm màng lọc lót các
linh kiện điện tử; hãng kỹ thuật của Matsushita còn dùng Chitosan trong việc chế
tạo máy phát thanh.
Chitosan còn dùng trong xử lý nước thải công nghiệp, có khả năng tạo phức
với kim loại nặng độc hại, dùng để lọc trong nước sạch tiêu dùng, thanh lọc nước
nhiễm chất độc hại và chất phóng xạ do Chitosan khóa chặt các ion kim loại như:
Hg+, Pb2+, Uranium.
3. TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
3.1.Nghiên cứu trong nước
- Tác giả Đống Thị Anh Đào và Châu Trần Diễm Ai (Khoa Công Nghệ Hóa
Học Và Dầu Khí- Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM) đã nghiên cứu chế tạo một
số màng bán thấm polysaccaride như: CMC, Chitosan dùng bao gói bảo quản nhãn
trong môi trường có nồng độ CO2 cao hơn môi trường khí quyển. Kết quả là nhãn
được bao gói bằng màng bán thấm vẫn giữ được giá trị thương phẩm sau 45 ngày
bảo quản (kéo dài thời gian bảo quản nhãn lên gấp 3 - 9 làn so với cùng điều kiện
bảo quản không có bao bì).
- Tác giả Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh (Khoa Công Nghệ Thực
Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm) đã nghiên cứu dùng Chitosan tạo màng để bao
gói thực phẩm. Màng Chitosan có tính kháng khuẩn, tính giữ nước nên có thể dùng
để bảo quản các thực phẩm tươi sống giàu đạm như : cá, thịt … Đồng thời, bổ sung
các chất phụ gia (Etylen Glycol- EG, Polyethylen Glycol- PEG) để tăng tính dẻo dai
và đàn hồi cho màng. Các tác giả đã ứng dụng màng này trong bao gói xúc xích thì
thấy rằng ngoài việc giúp cho sản phẩm xúc xích có hình dáng đẹp , màng Chitosan
còn có tác dụng đặc biệt là không làm mất màu và mất mùi đặc trưng của xúc xích.
- Các tác giả này cũng nghiên cứu dùng vỏ bọc Chitosan bảo quản các loại
thủy sản tươi và khô. Bảo quản cá tươi bằng Chitosan sẽ hạn chế được hiện tượng
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 24
mất nước và tổn thất chất dinh dưỡng của cá khi cấp đông và sau khi rã đông. Đặc
biệt, khi nấu cá đã được bảo quản bằng Chitosan thì thấy Chitosan không làm thay
đổi mùi vị của sản phẩm. Đối với thủy sản khô như: cá khô, cá mực,… thì tiến hành
pha dung dịch chitosan 2% trong dung dịch acid acetic 1,5% sau đó nhúng cá khô
và mực khô vào dung dịch được pha, làm khô bằng cách sấy ở nhiệt độ 300C có
quạt gió. Sản phẩm thu được có thể bảo quản tốt ở nhiệt độ bình thường. Tùy theo
độ ẩm của cá và mực khô mà sản phẩm có thời gian bảo quản khác nhau, độ ẩm
càng thấp thì thời gian bảo quản càng dài. Với độ ẩm 26 - 30%, cá khô bảo quản
được 83 ngày, mực khô 85 ngày; còn độ ẩm 41- 45% thì cá khô giữ được 17 ngày,
mực khô giữ được 19 ngày.
-Nguyễn Trọng Bách (Đại Học Thủy Sản) đã nghiên cứu màng bao gói thực
phẩm từ dung dịch Chitosan nồng độ 3,5% phối trộn phụ liệu là dung dịch hồ tinh
bột nồng độ 3% với tỷ lệ phối trộn Chitosan/ tinh bột là 70/30. Ứng dụng màng này
bảo quản thịt bò và cá thu ở nhiệt độ 0 - 50C thì thấy màng này có khả năng kháng
khuẩn tốt và có khả năng giữ nước của thực phẩm trong, quá trình bảo quản lạnh thì
thấy kết quả là thịt vẫn giữ được màu sắc trong suốt ba ngày bảo quản.
- Tác giả Nguyễn Ngọc Tú và các cộng sự đã nghiên cứu dùng màng
chitosan để bảo quản hoa quả tươi thì thấy thời gian bảo quản rau quả kéo dài hơn
so với hoa quả chỉ được bảo quản lạnh. Kiểm tra số lượng vi sinh vật thì thấy hoa
quả bảo quản bằng màng chitosan có khả năng kháng khuẩn tốt.
Ngoài những nghiên cứu trên, nhiều tác giả cũng khác cũng có những nghiên
cứu dùng màng chitosan để bảo quản trái cây như: sử dụng Chitosan trong bảo quản
cam ở Việt Nam của nhóm tác giả Lê Doãn Diên và các cộng sự và với đề tài này
họ có thể bảo quản cam lên đến 42 ngày mà trạng thái của cam vẫn đạt mức thương
phẩm; hay đề tài của sinh viên Phạm Hồng Ngọc Thùy bảo quản xoài sau thu hoạch
bằng Chitosan và phụ gia đã được đánh giá cao.
3.2. Nghiên cứu ngoài nước
Một số nhà khoa học người Nga như Krasavtsev, Maslova, Degtyareva,
Bycoda, Noudga đã nghiên cứu ứng dụng màng Chitosan làm bao gói để bảo quản
cá và các sản phẩm từ cá. Người ta dùng Chitosan được chiết rút từ các nguồn phế
liệu thủy sản khác nhau như tôm, cua, ghẹ lần lượt làm màng mỏng bao gói cá thì
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 25
thấy màng Chitosan chiết rút từ vỏ tôm có độ dày, độ bền kéo, đàn hồi cao nhất.
Màng chitosan giúp cho sản phẩm giữ nước rất tốt và giữ được các đặc tính tự nhiên
của sản phẩm.
Attaya Kungsuwan, Bodin Ittipong và Suwalee Chandrkrachang đã nghiên
cứu sử dụng dung dịch Chitosan (hòa tan 5g chitosan trong 500ml acid acetic 1%)
làm màng bao gói bảo quản cá thì thấy thời gian bảo quản kéo dài tới 2 tháng trong
khi cá không được bảo quản bằng Chitosan thì thời gian bảo quản chỉ kéo dài tối đa
là 1 tháng trong cùng một điều kiện bảo quản.
Một nhóm các nhà khoa học trực thuộc một số trường đại học ở Canada như
Blaise Ouattara, Ronal E. Simard, Gabriel Piette, Andre Begin, Richard A. Holley
đã nghiên cứu dùng màng Chitosan bao gói thịt thì có thể ức chế được sự phát triển
của các vi sinh vật gây thối rữa nhằm kéo dài thời gian bảo quản thịt và các sản
phẩm từ thịt.
Ngoài ra có một số tác giả đã nghiên cứu dùng màng Chitosan để bảo quản
trái cây như: Yueming Jiang, Jianrong Li, Weibo Jiang của trường đại học Zhejiang
Gongshang ở Trung Quốc đã dùng màng chitosan bảo quản vải; hay đề tài nghiên
cứu dùng màng chitosan bảo quản xoài của nhóm tác giả P.C. Srinivasa, Revathy
Baskaran, M.N. Tharanathan của phòng hóa sinh và dinh dưỡng của trung tâm
nghiên cứu công nghệ thực phẩm ở An Độ….
4. GIỚI THIỆU VỀ MÀNG CHITOSAN
Màng mỏng chitosan có vai trò hết sức quan trọng, nó được dùng để bảo
quản thực phẩm sẽ hạn chế khả năng mất nước cũng như khả năng chống lại sự phát
triển của vi sinh vật trong quá trình bảo quản.
Chitosan có tác dụng làm bất động các tế bào vi trùng động vật hoặc thực vật
hay các enzyme. Đó là tính kháng khuẩn, kháng nấm (chitosan bổ sung vào thức ăn
gia súc sẽ kích thích sự phát triển của vi khuẩn Bifidobacterium trong ruột, vi khuẩn
này tạo ra enzyme lactase cho sự tiêu hóa và cản trở sự sinh trưởng của các vi sinh
vật khác). Cơ chế kháng khuẩn của Chitosan vẫn chưa chắc chắn, tuy nhiên một vài
suy đoán tin cậy đã đề xuất ý kiến cho rằng:
- Chitosan sẽ lấy đi từ các vi sinh vật này các ion quan trọng như Cu2+. Như
vậy vi sinh vật sẽ chết do mất cân bằng các ion quan trọng.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 26
- Ngăn chặn phá hoại chức năng của màng tế bào.
- Gây ra sự tổng hợp của polyelectrolyte với polyme mang tính chất acid trên
bề mặt tế bào vi khuẩn.
Như vậy việc dùng màng Chitosan bao bọc quanh thực phẩm có thể kéo dài
thời gian bảo quản, giảm sự thối hỏng nhờ khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của
nó.
Màng mỏng chitosan có thể ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bao
gói, bao bì thực phẩm. Vì nó có thể thay thế polyetylen để sản xuất giấy bóng kín
bao bọc thực phẩm cao cấp. Đặc biệt màng mỏng chitosan còn có khả năng làm chất
bảo quản thực phẩm và thực phẩm tươi sống. Ngoài ra người ta sử dụng Chitosan
làm màng mỏng phủ lên trái cây để tăng thời gian bảo quản.
Mặt khác, hiện nay ô nhiễm môi trường là vấn đề bức xúc đang được quan
tâm, một trong những nguồn chất thải đó là bao bì làm từ PE, PVC,….mà hàng
ngày chúng ta thải ra môi trường. Loại chất thải này thời gian phân huỷ rất lâu
đồng thời để xử lý nó cũng hết sức phức tạo. Chính vì vậy việc nghiên cứu và ứng
dụng màng chitosan dùng trong công nghiệp bao gói là hết sức cần thiết và có ý
nghĩa vô cùng to lớn.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 27
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Dứa là một loại quả nhiệt đới có tên khoa học là Ananas comusus, đây là
loại quả được sử dụng nhiều để ăn tươi và chế biến. Bảo quản Dứa phục vụ cho nội
tiêu và xuất khẩu hiện nay đang là vấn đề bức xúc ở nước ta.
Việc áp dụng các phương pháp bảo quản hiện đại rất đắt tiền chưa thể tiến
hành trong điều kiện hiện nay của nước ta. Phương pháp dùng hoá chất để bảo quản
Dứa tuy có thể áp dụng được nhưng dư lượng của hoá chất có thể gây độc hại đối
với người tiêu dùng.
Chính vì vậy việc tiến hành nghiên cứu sử dụng chitosan- một nguyên liệu
tách chiết từ vỏ tôm, mai cua vốn không độc hại với người và không gây ô nhiễm
môi trường- làm màng bao để bảo quản Dứa tươi trong điều kiện Việt Nam. Việc
sử dụng chitosan bảo quản trái cây sẽ kéo dài thời gian bảo quản và giảm giá thành
vận chuyển đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn.
Dứa nghiên cứu trong đề tài là loại Dứa Queen (khóm) được trồng ở huyện
Bình Chánh Thành Phố Hồ Chí Minh, vận chuyển đến nơi tiêu thụ bằng xe tải trong
thời gian từ 2 đến 3 ngày ; còn Chitosan được sản xuất tại Trung Tâm Chế Biến Của
Trường Đại Học Thuỷ Sản gồm hai loại: Chitosan deacetyl cao HDD (95%) và
Chitosan deacetyl thấp LDD (75%).
2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Tìm hiểu về tính chất của chitosan
- Xác định loại và nồng độ chitosan để bảo quản dứa
- Xác định điều kiện bảo quản (nhiệt độ, độ ẩm,…)
- Đề xuất quy trình công nghệ bảo quản Dứa sau thu hoạch
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 28
3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Nguyên liệu dứa
kiểm tra Xử lý tạp chất
dung dich Chitosan
0% 0.5% 1% 1.5% 2%
Bảo quản
Nhiệt độ phòng nhiệt độ lạnh (ngăn dưới tủ lạnh)
Kiểm tra chất lượng Dứa
Nguyên liệu
Dứa được thu hái khi các mắt Dứa đã mở hết hoặc đã có từ 1 đến 3 hàng
mắt ngã màu vàng. Sau khi thu hái Dứa đựơc chọn lựa theo độ chín kích thước.
Loại bỏ những quả bầm dập sây sát. Dứa bảo quản cả hoa, cuống để dài khoảng
2cm sau đó được xử lý để tạo màng chitosan.
Xử lý
Rửa Dứa bằng nước sạch nhằm loại bỏ bụi bẩn tạp chất và một phần vi sinh
vật trên bề mặt. Sau đó để khô tự nhiên.
Kiểm tra
Xác định màu sắc, trạng thái ban đầu của Dứa .
Xác định trọng lượng ban đầu của quả.
Xác định các thành phần hóa học có trong nguyên liệu ban đầu:
- Xác định hàm lượng đường tổng số
- Xác định hàm lượng axit toàn phần
Dung dịch Chitosan
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Trang 29
Chuẩn bị dung dịch chitosan
Dùng Chitosan khô hòa tan trong dung dịch acid axetic 1% để lần lượt thu
được các dung dịch Chitosan có nồng độ 0.5%, 1%, 1.5%, 2%
Nhúng
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- Bảo quản dứa (khóm) bằng công nghệ sinh học.PDF