CHITOSAN và ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM(1)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO HOẠT CHẤT BỀ MẶT Đề tài: CHITOSAN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM GVHD: TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SVTH: DIỆP LÊ MINH NHẬT Lớp: DH18HD Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 18139125 MỤC LỤC MỤC LỤC .I DANH MỤC HÌNH III DANH MỤC BẢNG IV LỜI MỞ ĐẦU V CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử nghiên cứu 1.2 Tên gọi chitosan 1.3 Định nghĩa chitosan 1.4 Cấu trúc chitosan 1.5 Lợi ích chitosan sức khỏe 1.5.1 Hoạt động làm giảm lipid cholesterol 1.5.2 Acid mật 1.5.3 Làm lành vết thương 1.5.4 Hoạt động kháng khuẩn 1.5.5 Hoạt động kháng oxi hóa 1.5.6 Hoạt động chống khối u 1.5.7 Hoạt động chống độc 1.6 Độc tính 1.6.1 Khoáng chất 1.6.2 Thiếu vitamin 1.6.3 Chậm phát triển 1.6.4 Thai kỳ 1.6.5 Hội chứng hấp thụ 1.7 Tiêu chuẩn chất lượng chitosan CHƯƠNG : TÍNH CHẤT CỦA CHITOSAN 10 2.1 Màu sắc 10 2.2 Mức độ Deacetyl hóa (DD) 10 2.3 Khối lượng phân tử (MW) 11 2.4 Độ nhớt 11 2.5 Độ hòa tan 12 i 2.6 Sự hấp thụ nước (WBC) hấp thụ chất béo (FBC) 13 2.7 Nhũ hóa 13 2.8 Đông tụ 13 2.9 HLB chitosan 14 CHƯƠNG : ỨNG DỤNG CỦA CHITOSAN TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 15 3.1 Ngành công nghiệp màng bọc 15 3.2 Chitosan sử dụng chất phụ gia 16 3.2.1 Làm nước trái rượu bia 16 3.2.2 Tác nhân điều khiển kết cấu 17 3.2.3 Chất nhũ hóa 18 3.2.4 Chất làm dày ổn định 19 3.3 Chất ổn định màu 20 3.4 Hoạt động kháng khuẩn, nấm 20 3.5 Sử dụng chất dinh dưỡng 21 3.5.1 Xơ ăn kiêng 21 3.5.2 Chitosan Chito-Oligosaccharides Prebiotics 21 3.6 Một số ứng dụng khác chitosan vào lĩnh vực khác 22 3.6.1 Lĩnh vực y tế 22 3.6.2 Mỹ phẩm 23 3.6.3 Công nghiệp giấy bột giấy 24 CHƯƠNG : KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 ii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Q trình điều chế dạng vật chất chitosan khác Hình 1.2 Tạo chitosan từ chitin Hình 1.3 Cơng thức hóa học xenlulo Hình 1.4 Cấu tạo glucosamine (monomer chitosan) glucose (monomer xenlulo) Hình 1.5 Cơng thức hóa học chitin (a) chitosan (b) Hình 1.6 Thành phần nguyên tố chitosan Hình 1.7 Đặc tính chống oxi hóa chitosan dẫn xuất chúng Hình 2.1 Màu sắc chitosan dạng bột lỏng 10 Hình 3.1 Một số ứng dụng chitosan 15 Hình 3.2 Ứng dụng màng bọc chitosan lên cà chua 16 Hình 3.3 Chitosan sản xuất rượu vang 17 Hình 3.4 Chitosan chất nhũ hóa 18 Hình 3.5 Chitosan chất giúp ổn định 19 Hình 3.6 Sự hư hỏng thực phẩm 21 Hình 3.7 Giảm cholesterol chitosan 21 Hình 3.8 Chitosan prebiotic 22 Hình 3.9 Ứng dụng chitosan y tế 23 Hình 3.10 Ứng dụng chitosan mỹ phẩm 24 iii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Nguồn cung cấp chitin chitosan Bảng 1.2 Tiêu chuẩn chất lượng chitosan Bảng 3.1 Một số ứng dụng chitosan y tế 23 iv LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, giáp xác nguồn nguyên liệu dồi chiếm 1/3 tổng sản lượng nguyên liệu thủy sản Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ cấu mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 – 80% công suất chế biến Hàng năm nhà máy chế biến thải bỏ lượng phế liệu giáp xác lớn hoảng 70.000 tấn/năm Việc sản xuất chitosan có nguồn gốc từ vỏ tơm mang lại hiệu kinh tế cao góp phần giải lượng lớn rác thải ngành thực phẩm Chitosan chitin polysacharide có nhiều ứng dụng quan trọng ngành công nghiệp, nông nghiệp, y dược bảo vệ môi trường như: sản xuất glucosamin, khâu phẫu thuật,thuốc kem, vải, sơn, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ mơi trường, Vì khả ứng dụng rộng rãi chitosan chitin nên nhiều nước giới có Việt Nam nghiên cứu sản xuất sản phẩm Cũng lý mà em chọn đề tài “Chitosan ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm” để tìm hiểu sâu v Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử nghiên cứu Chitosan phát lần vào năm 1859 với cơng trình nhà sinh lý học người Pháp Rouget ông thử nghiệm hóa học nhiệt sợi chitin tự nhiên (Au Natural Herbals, 2001) Ông đặt tên cho sản phẩm “chitine modifiée” Đến năm 1894 , Hoppe-Seyler đặt tên lại chitosan [1] Những năm 1930, màng sợi chitosan cấp sáng chế, ứng dụng chitosan ngành sản xuất giấy [1] Khả Chitosan liên kết với nhiều dạng phụ bao gồm axit, chất ưa béo khống chất cho phép sử dụng lọc nước 30 năm [2] Chitosan sản xuất công nghiệp Nhật Bản vào năm 1971 [3] Chitosan bán Châu Âu Nhật Bản 20 năm qua sản phẩm không kê đơn để ức chế hấp thụ chất béo [4] Chitosan lần bán thị trường loại thuốc bổ cho người ăn kiêng Hoa Kỳ vào cuối năm 1990 [5] 1.2 Tên gọi chitosan Danh pháp IUPAC: methyl N-[(2S,3R,4R,5S,6R)-5-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-amino5-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-amino-5-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-amino-5-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3amino-5-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-amino-5-[(2S,3R,4R,5S,6R)-3-amino-4,5-dihydroxy-6(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2yl]oxy-4-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-4-hydroxy-6(hydroxymethyl)oxan-2-yl]oxy-2-[(2R,3S,4R,5R,6S)-5-amino-6-[(2R,3S,4R,5R,6R)-5amino-4,6-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-4-hydroxy-2(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxy-4-hydroxy-6-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]carbamate Tên thương mại: chitin, chitosan ascorbate, deacetylated chitin biopolymer, N-Osulfated chitosan, N-carboxybutyl chitosan, O-sulfated N-acetylchitosan, sulfated Ncarboxymethylchitosan, sulfated O-carboxymethylchitosan 1.3 Định nghĩa chitosan Chitosan, polysaccharid có tự nhiên, polysaccharid cation bao gồm [a2-amino-2-deoxy-β-D-glucan] thành phần cấu trúc vỏ tơm cua, Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm ống mực thành tế bào số loại nấm Chitosan polyme cacbohydrat biến tính có nguồn gốc cơng nghiệp cách thủy phân nhóm aminoacetyl chitin [6] Bảng 1.1 Nguồn cung cấp chitin chitosan Động vật biển Giáp xác Coelenterata Annelida Thân mềm Tôm Nhuyễn thể Cua Côn trùng Bọ cạp Brachiopods Gián Nhện Bọ cánh cứng Kiến Vi sinh vật Tảo lục Men (loại b) Nấm (thành tế bào) Sợi nấm penicilium Tảo nâu Họ Chytridiaceae Ascomydes Họ Blastocladiaceae Bào tử Nó chất tự nhiên, phân hủy sinh học, poly-saccharide tương thích sinh học, khơng độc hại chống vi khuẩn, có sẵn dạng khác dung dịch, bột, vảy, sợi phim Mã CAS: 9012-76-4 Hình 1.1 Quá trình điều chế dạng vật chất chitosan khác Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm 1.4 Cấu trúc chitosan [7] Chitosan, β - (1-4) liên kết 2-amino-2-deoxy- β -D-glucopyranose, dẫn xuất N-deacetyl hóa chitin thu cách biến đổi nhóm axetamit thành nhóm amin bậc Hình 1.2 Tạo chitosan từ chitin Cấu trúc hóa học chitin chitosan giống với cấu trúc xenlulo, bao gồm hàng trăm đến nghìn đơn vị D-glucose liên kết β- (1-4) Trong cấu trúc chitin chitosan, hydroxyl vị trí C-2 xenluloza thay nhóm axetamit Hình 1.3 Cơng thức hóa học xenlulo Hình 1.4 Cấu tạo glucosamine (monomer chitosan) glucose (monomer xenlulo) Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm Hình 1.5 Cơng thức hóa học chitin (a) chitosan (b) Chitosan hoạt động hóa học mạnh chitin diện nhóm hydroxyl bậc bậc đơn vị lặp lại nhóm amin đơn vị deacetyl hóa Các nhóm phản ứng đọc điều chỉnh hóa học để thay đổi học tính chất vật lý chitosan Hình 1.6 Thành phần nguyên tố chitosan 1.5 Lợi ích chitosan sức khỏe 1.5.1 Hoạt động làm giảm lipid cholesterol [8] Nghiên cứu lâm sàng: Ăn chitosan làm giảm cholesterol huyết cách hiệu Chitosan với liều 3-6 g / ngày người đàn ông trưởng thành khỏe mạnh uống dạng bánh quy hai tuần làm giảm đáng kể tổng lượng cholesterol huyết (188 mg / dl xuống 177 mg / dl) giảm đáng kể số sinh xơ vữa Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm Ở pH cao hơn, kết tủa gel hóa có xu hướng xảy dung dịch chitosan tạo phức đa ion với hydrocolloid anion dẫn đến hình thành gel Tỷ lệ nồng độ chitosan axit quan trọng để mang lại chức mong muốn Ở nồng độ dung môi hữu cao tới 50%, chitosan hoạt động chất làm nhớt làm cho dung dịch mịn Có số yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả hòa tan chitosan bao gồm nhiệt độ thời gian khử oxy hóa, nồng độ kiềm, tiền xử lý áp dụng để phân lập chitin, tỷ lệ chitin dung dịch kiềm kích thước hạt Tuy nhiên, độ hịa tan kiểm sốt mức độ khử oxy hóa người ta ước tính q trình khử oxy hóa phải hồn thành 85% để đạt độ hịa tan mong muốn Chitosan có độ hịa tan > 95% axit axetic 1% nồng độ 0,5% thu cách xử lý chitin ban đầu với 45–50% NaOH 10–30 phút Chitosan xử lý NaOH 45% phút với NaOH 40% 30 phút Các hạt khơng hịa tan tìm thấy hai dung dịch Theo Bough Landes, thời gian phản ứng phút với 45% NaOH khơng đủ để hạt chitin trương nở Cần giảm nồng độ NaOH xuống 40% tăng thời gian> 30 phút để thu chitosan hòa tan 2.6 Sự hấp thụ nước (WBC) hấp thụ chất béo (FBC) [11] Sự hấp thụ nước chitosan lớn đáng kể so với cellulose chí chitin Về bản, WBC cho chitosan nằm khoảng từ 581 đến 1.150% với mức trung bình 702% Sự hấp thu chất béo chitin chitosan nằm khoảng từ 170 đến 315% Chitosan có mức hấp thu chất béo thấp chitin cao 2.7 Nhũ hóa [11] Riêng chitosan không tạo nhũ tương Cho cộng báo cáo khả tạo nhũ lòng đỏ trứng tăng lên với việc bổ sung chitosan so với đối chứng Tại nồng độ chitosan 0,5%, nhũ tương tốt có xu hướng ổn định thay đổi nhiệt độ Độ nhớt, mức độ khử oxy hóa báo cáo yếu tố định đặc tính tạo nhũ chitosan 2.8 Đơng tụ [11], [12] Chitosan chất đông tụ tốt chất keo tụ mật độ cao nhóm amin, tương tác với chất tích điện âm protein, chất rắn, thuốc nhuộm polyme 13 Chitosan ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Nhóm amin tự chitosan coi có hiệu nhiều để liên kết với ion kim loại so với nhóm acetyl chitin Tuy nhiên, Kurita et al [51] khả hấp phụ chitosan phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác, chẳng hạn độ kết tinh, tính khử lực với nước Một đặc tính hữu ích chitosan chelation Chitosan liên kết có chọn lọc vật liệu mong muốn cholesterol, chất béo, ion kim loại, protein tế bào khối u Chelation áp dụng cho lĩnh vực chuẩn bị thực phẩm, chăm sóc sức khỏe, cải thiện nước dược phẩm Các đặc tính khác làm cho chitosan hữu ích bao gồm ức chế tế bào khối u, tác dụng kháng nấm, tăng tốc chữa lành vết thương, kích thích hệ thống miễn dịch tăng tốc trình nảy mầm 2.9 HLB chitosan [13] Chitosan polysaccharide ưa nước phân hủy sinh học có độc tính thấp Thơng thường, chất tạo nhũ, đặc biệt chất hoạt động bề mặt, phân loại theo cân ưa nước-ưa béo (HLB) Con số cho biết khả hòa tan chất hoạt động bề mặt pha dầu pha nước sử dụng để dự đoán loại nhũ tương tạo thành chất hoạt động bề mặt Độ ổn định nhũ tương tối đa đạt nhũ tương O / W (dầu nước) sử dụng chất hoạt động bề mặt có số HLB khoảng 10–12 nhũ tương W / O (nước dầu) khoảng 3–5 Tuy nhiên, khái niệm HLB lúc tuân theo Ví dụ: natri dodecyl sulfat (SDS), chất hoạt động bề mặt khơng ăn được, có số HLB khoảng 40, sử dụng để sản xuất nhũ tương O / W ổn định Khái niệm HLB sử dụng rộng rãi cho chất hoạt động bề mặt HLB chitosan báo cáo số dự án nghiên cứu Để xác định giá trị HLB chitosan, người ta so sánh đường kính giọt toluen bề mặt chitosan dung dịch axit 1% với giọt nhỏ dung dịch số chất hoạt động bề mặt có HLB khác Đường kính giọt trạng thái nghỉ liên quan đến giá trị HLB chất hoạt động bề mặt dung dịch Từ phương pháp này, họ phát chitosan có giá trị HLB khoảng 34–36,7, thúc đẩy hình thành nhũ tương O / W 14 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG : ỨNG DỤNG CỦA CHITOSAN TRONG CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM Trong cơng nghiệp thực phẩm, chitosan nghiên cứu ứng dụng nhiều vào mục đích khác Ngồi ra, cịn sử dụng lĩnh vực dược phẩm, mỹ phẩm, nơng nghiệp, dệt may, Hình 3.1 Một số ứng dụng chitosan 3.1 Ngành công nghiệp màng bọc [14] Việc sử dụng màng lớp phủ ăn để kéo dài thời hạn sử dụng để nâng cao chất lượng trái rau kiểm tra vài năm qua Hiện ăn màng bao gồm dẫn xuất cellulose protein Mặc dù loại màng mang lại hiệu giảm thiểu tốt áp suất riêng phần O2 CO2 , chúng không tốt cho truyền ẩm thực phẩm môi trường xung quanh Do khả tạo màng bán thấm, chitosan sử dụng làm màng bọc thực phẩm, có đặc tính kéo dài thời hạn sử dụng Màng chitosan dai, bền, dẻo khó rách Chitosan có giá trị thấm nước vừa phải, rào cản thẩm thấu oxy tốt, giảm tỷ lệ hơ hấp, trì hỗn q trình chín giảm phát triển ethylene carbon dioxide và, ra, ức chế phát triển nấm 15 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm Nghiên cứu chủ đề cách áp dụng phim chitosan bề mặt cà chua Người ta thấy trái phủ chitosan có chất lượng nâng cao, giảm tốc độ chín thời gian phân hủy nên kéo dài thời hạn sử dụng Hình 3.2 Ứng dụng màng bọc chitosan lên cà chua A Chưa bọc; B: bọc Mặt khác, màng chitosan cung cấp loại hoạt động bao bì bề mặt thực phẩm ức chế vi sinh vật phát triển Tính ổn định vi sinh vật bề mặt yếu tố định hạn sử dụng sản phẩm thực phẩm 3.2 Chitosan sử dụng chất phụ gia [15] 3.2.1 Làm nước trái rượu bia Các chất tạo màng chất sử dụng để loại bỏ hợp chất hữu không mong muốn để nâng cao chất lượng sản phẩm lỏng Người tiêu dùng thích đồ uống quen với việc khơng tìm thấy chất rắn lơ lửng rượu, bia nước trái Vì vậy, làm khâu quan trọng công nghiệp sản xuất đồ uống Sự làm đồ uống dựa chitosan thành công chứng minh táo, nước ép mọng, trà xanh, nho, chanh, cam chanh dây Đối với dịch táo, nho, chanh, cam không cần qua xử lý pectin, sử dụng chitosan để làm Đặc biệt nước táo, độ đục giảm tối thiểu 0.8 kg/m3 mà khơng gây ảnh hưởng xấu tới tiêu chất lượng Chitosan có lực lớn hợp chất polyphenol chẳng hạn: catechin, proanthocianydin, acid cinamic, dẫn xuất chúng, chất mà biến màu nước phản ứng oxy hóa Trái ngược với nước ép trái cây, phần lớn người tiêu dùng không chấp nhận loại rượu có vẩn đục đặc biệt rượu trắng Polyphenol hương vị thiết yếu hợp 16 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm chất rượu bị oxy hóa ảnh hưởng đến chất lượng rượu vang Trong nghiên cứu so sánh độ rượu vang đỏ, khả liên kết caseinate, PVPP chitin chitosan đến hợp chất polyphenolic phân tích, Chitosan cho thấy khả liên kết tốt polyphenol độ hấp phụ chitin thấp Tuy nhiên, chitin sử dụng để giảm đáng kể chitinase rượu vang việc sử dụng chitin sản xuất rượu không phép EU Độ bia phân tích nghiên cứu so sánh đánh giá độ đục, độ nhớt, tổng polyphenol, chất rắn lơ lửng tổng chất rắn sử dụng chất làm mịn chitin, chitosan, statin bentonit Chitosan chitin (5 mg / L) hoạt động tốt so với chế phẩm thông thường để làm bia cân phịng thí nghiệm cơng nghiệp Chitin chitosan cho tổng chất rắn cao giảm tổng chất rắn lơ lửng quy mô phịng thí nghiệm quy mơ cơng nghiệp Hình 3.3 Chitosan sản xuất rượu vang 3.2.2 Tác nhân điều khiển kết cấu Chitin chitosan có nguồn gốc từ bã thải chế biến tôm, côn trùng cua không nằm “generally regarded as safe” (GRAS) FDA ( Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ) Điều có nghĩa tất chất phụ gia thực phẩm cho người dựa chitin cần phê duyệt Mỹ 17 Chitosan ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Chất kiểm sốt kết cấu có nguồn gốc từ chitin bao gồm hydrogel có nguồn gốc từ chitosan Gần đây, chitin gel sử dụng để củng cố gel protein 3.2.3 Chất nhũ hóa Nhũ tương hỗn hợp hai nhiều chất lỏng bình thường khơng thể trộn lẫn mà khơng nhìn thấy phân biệt Trong nhũ tương, hai chất lỏng, chẳng hạn dầu nước, tạo thành hỗn hợp phân tán dựa giọt nhỏ pha bao quanh pha Một thành phần quan trọng nhũ tương chất nhũ hóa, tạo điều kiện cho hình thành giọt chống lại phân chia pha Chitosan được chứng minh chất nhũ hóa tự nhiên đầy hứa hẹn chất ổn định nhũ tương Schulz cộng chitosan trở thành chất amphiphilic tích điện dương điều kiện axit ổn định nhiều nhũ tương [16] Mức độ deacetyl hóa chitosan ảnh hưởng đến đặc tính nhũ tương hóa Chitosan với mức độ deacetyl hóa 81% 88% cho thấy đặc tính tạo nhũ tốt [17] Độ nhớt nhũ tương, độ ổn định lão hóa nhũ tương tỷ lệ thuận với nồng độ chitosan [18] Chitosan có MW thấp thể hoạt tính tạo nhũ tốt chitosan có MW cao Hình 3.4 Chitosan chất nhũ hóa 18 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm 3.2.4 Chất làm dày ổn định [15] Chất ổn định thêm vào để tăng độ ổn định nhũ tương Chúng hoạt động chắn giọt nhũ tương, cản trở tương tác chúng đó, ngăn cản kết tụ Họ bổ sung độ nhớt cho hệ thống, làm đặc dung dịch làm tăng lực cắt giữ cho giọt nhỏ phân tán đồng Chitosan hoạt động chất ổn định nhũ tương cách tạo phức chất bề mặt với chất nhũ hóa tăng lực đẩy tĩnh điện giọt Hình 3.5 Chitosan chất giúp ổn định Một chế hoạt động chất nhũ hóa ngăn chặn hình thành giọt lớn, ngăn chặn kết tụ Trong số trường hợp, việc bổ sung chitosan chất ổn định tìm thấy để tạo giọt lớn nồng độ tăng lên Điều cho trọng lượng phân tử chitosan Chitosan, chất cation nó, có xu hướng làm tăng zeta giọt nhũ tương Độ nhớt thông số quan trọng đánh giá độ ổn định nhũ tương Độ nhớt tăng lên làm giảm khả chuyển động giọt nhỏ, ngăn ngừa va chạm kết tụ Chitosan chứng minh khả tăng độ nhớt mẫu tương quan với nồng độ Độ nhớt nhũ tương rutin (flavanoid) tăng lên chitosan thêm vào hỗn hợp nhũ tương lecithin Khi nồng độ đạt đến mức tới hạn, 0,25% trường hợp này, độ nhớt tăng lên đáng kể [19] Điều cho thấy hấp phụ hoàn toàn chitosan cation vào giọt phủ lecithin tích điện âm Tính ổn định điều kiện bảo quản khác điều quan trọng để xác định tính hữu dụng môi trường thực phẩm Chất ổn định áp dụng để tăng thời hạn sử dụng sản phẩm thực phẩm thời gian nhũ tương 19 Chitosan ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Nhìn chung, có nhiều đặc tính làm cho chitosan trở thành chất ổn định hiệu Nó làm giảm kích thước giọt dầu nhũ tương, cải thiện zeta sức căng bề mặt tăng độ nhớt cho phép tạo dung dịch dễ trộn lẫn 3.3 Chất ổn định màu [15] Màu sắc hấp dẫn sản phẩm thực phẩm cho thấy tươi chất lượng người tiêu dùng ảnh hưởng đến định mua hàng Vì lý này, màu sắc thực phẩm thông số quan trọng cần xem xét ngành công nghiệp thực phẩm Các điều kiện bảo quản tiếp xúc với ánh sáng khơng khí, nhiệt độ độ pH góp phần làm thay đổi màu sắc Nhiều loại thực phẩm có màu sắc tự nhiên, nhiều trường hợp, cải thiện tăng cường nhiều cách khác Một số phương pháp bảo tồn màu sắc tự nhiên sản phẩm bảo vệ sắc tố tạo màu không bị phân hủy Sắc tố tạo màu, chất tạo màu, tổng hợp tự nhiên, thêm vào sản phẩm để tạo tăng cường màu sắc Hiệu ứng dụng chitosan khác kiểm tra tính ổn định chất lượng phi lê cá tra trình bảo quản Hiệu ứng thay đổi màu sắc việc nhúng, phun hút chân không miếng phi lê dung dịch axit chitosanaxetic xác định cách sử dụng thiết bị đo màu cầm tay Việc áp dụng lớp phủ chitosan chứng minh cải thiện chất lượng màu đỏ thịt bị Chitosan có tác dụng bảo vệ chất màu, bảo quản môi trường dày giả lập Được ứng dụng làm màng, lớp phủ sử dụng làm chất bao gói Màu sắc loại thịt, trái cây, đồ uống khác cải thiện trì 3.4 Hoạt động kháng khuẩn, nấm [15] Cho đến nay, chế diệt khuẩn xác chitosan chưa làm sáng tỏ, số chế đề xuất Do chất cation phân tử chitosan, tương tác với cấu trúc đại phân tử hợp chất anion vi, nấm mốc nấm men Nhiều tính chất vật lý hóa học có liên quan đến mức độ acetyl hóa mức độ phân ly Cả hai thơng số đưa ước tính tuyệt vời mật độ điện tích Mối tương quan mức độ acetyl hóa hoạt tính kháng khuẩn chitosan nghiên cứu 20 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm Ba chế đề xuất cho đặc tính chống nấm chitosan Chất tạo màng sinh học dường hoạt động cách can thiệp trực tiếp vào phát triển nấm cách kích hoạt nhiều phản ứng bảo vệ thực vật Các đặc tính chelating chitosan làm cho trở thành chất chống nấm tiềm Hình 3.6 Sự hư hỏng thực phẩm 3.5 Sử dụng chất dinh dưỡng [15] 3.5.1 Xơ ăn kiêng Chất xơ ăn kiêng polyme carbohydrate không tiêu hóa có tác dụng sinh lý có lợi người Chitin chitosan, tùy thuộc vào mức độ deacetyl hóa, thích hợp để sử dụng thực phẩm làm chất ổn định chất làm đặc mayonnaise bơ đậu phộng Hơn nữa, chitosan có liên quan đến hoạt động hạ cholesterol máu mạnh giảm hấp phụ lipid Tổng lượng chất xơ phần chitin chitosan quan sát 90,6% Hình 3.7 Giảm cholesterol chitosan 3.5.2 Chitosan Chito-Oligosaccharides Prebiotics [15] Có dấu hiệu cho thấy chitosan trọng lượng phân tử thấp có tác dụng kích thích tăng trưởng chế phẩm sinh học lactobacilli Bifidobacterium 21 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm Trong đậu phụ, việc bổ sung Chito-Oligosaccharides (COS) làm tăng đáng kể phát triển chủng vi khuẩn Lactobacillus lợi khuẩn đồng thời tăng thời hạn sử dụng lên ngày mà khơng có thay đổi cảm quan Tuy nhiên, người ta kết luận COS không ảnh hưởng tiêu cực đến hệ vi sinh vật phân, chitosans bị acetyl hóa COS chúng khơng phải prebiotics tiềm Hình 3.8 Chitosan prebiotic 3.6 Một số ứng dụng khác chitosan vào lĩnh vực khác [15] 3.6.1 Lĩnh vực y tế Đối với chitosan, ứng dụng dược phẩm bắt đầu xuất hiệnvào cuối năm 1980 Trong lĩnh vực này, chitosan dẫn xuất chủ yếu khám phá dạng tá dược công thức thuốc Các cách tiếp cận bao gồm việc thay hợp chất độc hại tiềm tàng sản phẩm tự nhiên, nhanh chóng chứng minh có triển vọng Ngành cơng nghiệp dược phẩm nhanh chóng hiểu lợi ích việc sử dụng chitosan 22 Chitosan ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Hình 3.9 Ứng dụng chitosan y tế Bảng 3.1 Một số ứng dụng chitosan y tế Chủ đề Hình thức Phân phối thuốc Dung dịch tiêm Kỹ thuật y sinh Bột Chế tạo sinh học Vi cầu Y học tái tạo Hạt Băng bó vết thương Hạt nano Ứng dụng cung cấp thuốc kháng sinh, peptide, protein, vắc xin Sửa đổi phản ứng sinh học Phân phối gen, phân phối mục tiêu, liệu pháp axit deoxyribonucleic, điều trị gen, phân phối axit ribonucleic can thiệp nhỏ Kháng nấm, kháng khuẩn, chống nhiễm trùng Cầm máu nhiễm trùng; tăng cường đông máu Da nhân tạo Kỹ thuật mô sụn Cấy ghép Khung 2D 3D Trị liệu Làm dính 3.6.2 Mỹ phẩm Có thể sản xuất chitosan chitosan dẫn xuất với độ dài chuỗi khác đặc tính khác cho ứng dụng mỹ phẩm, vệ sinh chăm sóc cá nhân Chúng hòa tan dung dịch sử dụng dạng rắn Chitosan quan tâm cơng thức mỹ phẩm tương thích với 23 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm thành phần khác tinh bột, glucose, saccharose, polyols, dầu, chất béo, sáp, axit, chất nhũ hóa khơng ion gơm khơng ion hịa tan nước Hình 3.10 Ứng dụng chitosan mỹ phẩm 3.6.3 Công nghiệp giấy bột giấy Chitosan làm chất tạo phức chelating sử dụng việc khử nhiễm nước thải giấy bột giấy để loại bỏ lignin, màu chất gây nhiễm khơng mong muốn Ngồi ra, chitosan nghiên cứu nhiều Nó nghiên cứu báo cáo có nhiều ứng dụng khác lĩnh vực nơng nghiệp, cơng nghệ sinh học, hóa chất, 24 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG : KẾT LUẬN Chitosan ứng dụng vào ngành cơng nghiệp đặc tính an tồn chi phí thấp Vì chitosan chitin chiết xuất từ vỏ loài giáp xác, nguồn nguyên liệu dồi rẻ tiền Việt Nam nói riêng giới nói chung Song song với việc ứng dụng, chitosan đẩy mạnh cơng nghiên cứu tính hữu dụng cịn cho thấy tiềm tương lai loại sản phẩm “xanh” có nguồn gốc từ thiên nhiên ưa chuộng đặc tính thân thiện với môi trường tiêu đầu 25 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách, báo khoa học [1] G Crini (2019) “Historical review on chitin and chitosan biopolymers,” Environmental Chemistry Letters, vol 17, no Springer Verlag, pp 1623–1643 [2] Jing S, Li L, Ji D, Takiguchi Y, Yamaguchi T (1997) Effect of chitosan on renal function in patients with chronic renal failure J Pharm Pharmacol;49:721-3 [3] Hirano S (1989) Production and application of chitin and chitosan in Japan In: Skjåk-Braek G, Anthonsen T, Sandford PA (eds) Chitin and chitosan Sources, chemistry, biochemistry, physical properties and applications Proceedings from the 4th international conference on chitin and chitosan held in Trondheim, Norway, August 22– 24, 1988, Elsevier Applied Science, New York, pp 37–43 [4] Au Natural Herbals Chitosan history Accessed November 22,2001 [5] Novak K., Cupp M.J., Tracy T.S (2003) Chitosan In: Cupp M.J., Tracy T.S (eds) Dietary Supplements Forensic Science and Medicine Humana Press, Totowa, NJ [6] Vijay S Yeul, Sadhana S Rayalu (2013) Unprecedented Chitin and Chitosan: A Chemical Overview , 21(2), 606–614 [7] Islam, S.; Bhuiyan, M A Rahman; Islam, M N (2016) Chitin and Chitosan: Structure, Properties and Applications in Biomedical Engineering Journal of Polymers and the Environment, (), – [8] S S Koide and M D Ph.D (1998) “CHITIN-CHITOSAN: PROPERTIES, BENEFITS AND RISKS,” Nutrition Research, vol 18, no 6, pp 1091–1101 [9] Gutiérrez, T J (2017) Chitosan applications for the food industry Chitosan: Derivatives, composites and applications, 183-232 [11] V S Yeul and S S Rayalu (2013) “Unprecedented Chitin and Chitosan: A Chemical Overview,” Journal of Polymers and the Environment, vol 21, no Springer Science and Business Media, LLC, pp 606–614 [12] Q Li, E T Dunn, E W Grandmaison, and M F A Goosen (1992) “Applications and Properties of Chitosan,” Journal of Bioactive and Compatible Polymers, vol 7, no 4, pp 370–397 26 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm [13] Klinkesorn, Utai (2013) The Role of Chitosan in Emulsion Formation and Stabilization Food Reviews International, 29(4), 371–393 [14] Enrique Agulló; María Susana Rodríguez; Viviana Ramos; Liliana Albertengo (2003) Present and Future Role of Chitin and Chitosan in Food , 3(10), 521–530 [15] Crini, Grégorio; Lichtfouse, Eric (2019) [Sustainable Agriculture Reviews] Sustainable Agriculture Reviews 36 Volume 36 (Chitin and Chitosan: Applications in Food, Agriculture, Pharmacy, Medicine and Wastewater Treatment) || Nutritional and Additive Uses of Chitin and Chitosan in the Food Industry , 10.1007/978-3-030-165819(Chapter 1), 1–43 [16] Schulz PC, Rodríguez MS, Del Blanco LF, Pistonesi M, Agulló E (1998) Emulsification properties of chitosan Colloid Polym Sci 276(12):1159–1165 [17] Del Blanco LF, Rodriguez MS, Schulz PC, Agulló E (1999) Influence of the deacetylation degree on chitosan emulsification properties Colloid Polym Sci 277:1087–1092 [18] Rodrı́guez MS, Albertengo LA, Agulló E (2002) Emulsification capacity of chitosan Carbohydr Polym 48:271–276 [19] Dammak I, Amaral Sobral PJ (2018a) Investigation into the physicochemical stability and rheological properties of rutin emulsions stabilized by chitosan and lecithin J Food Eng 229:12–20 Internet [10] Chitosan tá dược gì? Ứng dụng sản xuất dược phẩm (nhathuocngocanh.com) 27 ... phát chitosan có giá trị HLB khoảng 34–36,7, thúc đẩy hình thành nhũ tương O / W 14 Chitosan ứng dụng công nghiệp thực phẩm CHƯƠNG : ỨNG DỤNG CỦA CHITOSAN TRONG CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM Trong cơng nghiệp. .. phẩm nhanh chóng hiểu lợi ích việc sử dụng chitosan 22 Chitosan ứng dụng cơng nghiệp thực phẩm Hình 3.9 Ứng dụng chitosan y tế Bảng 3.1 Một số ứng dụng chitosan y tế Chủ đề Hình thức Phân phối... nghiệp thực phẩm, chitosan nghiên cứu ứng dụng nhiều vào mục đích khác Ngồi ra, sử dụng lĩnh vực dược phẩm, mỹ phẩm, nơng nghiệp, dệt may, Hình 3.1 Một số ứng dụng chitosan 3.1 Ngành công nghiệp