kl diep pham phuong thao

LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Thảo người hướng dẫn tận tình, đưa ý kiến đóng góp giá trị thảo luận với tơi suốt q trình tơi tiến hành làm luận văn Xin chân thành cảm ơn cán Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng Thành phố Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho hồn thành luận văn tốt nghiệp đại học Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Khoa Học Ứng Dụng trường Đại học Tôn Đức Thắng truyền đạt cho tơi kiến thức để tơi hồn thành tốt luận văn Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn sâu sắc đến gia đình ln động viên giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực luận văn Cuối tơi xin chúc tồn thể giáo viên khoa Khoa Học Ứng Dụng, thạc sĩ Nguyễn Thị Thu Thảo, với cán Viện Khoa Học Vật Liệu Ứng Dụng Thành phố Hồ Chí Minh có nhiều sức khỏe để tiếp tục cống hiến cho nghiệp giáo dục khoa học Sinh viên thực Diệp Phạm Phương Thảo DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Màng phủ đất tự hủy Hình 2.2 Bầu ươm .8 Hình 2.3 Túi nylon tự hủy thị trường Hình 2.4 Hộp sinh học công ty AgroResin, Grenidea sản xuất, hợp chất sợi thiên nhiên lấy từ vật liệu thiên nhiên sợi dầu cọ Hình 2.5 Tơ trái làm từ polymer sinh học PLA công ty NatureWorks Polymer chế tạo từ bột bắp đường Hình 2.6 Polyninyl alcohol 12 Hình 2.7 Cấu trúc chitin 19 Hình 2.8 Cấu trúc chitosan 20 Hình 2.9 Vỏ tơm, cua nguồn chứa chitin .20 Hình 2.10 Cấu trúc copolymer chitosan chitin, giá trị x, y tùy thuộc vào mức độ deacetyl hóa .21 Hình 2.11 Một số dẫn xuất chitosan 22 Hình 2.12 Phức Ni(II)chitin & Ni(II)chitosan 23 Hình 2.13 Quá trình điều chế chitosan từ chitin 24 Hình 2.14 Cấu trúc amylose 26 Hình 2.15 Cấu trúc amylopectin 26 Hình 2.16 Vi Khuẩn B subtilis 34 Hình 2.17 Vi Khuẩn E coli 35 Hình 2.18 Cà chua hồng 36 Hình 2.19 Cà chua múi 36 Hình 2.20 Cà chua bi 37 Hình 2.21 Đường cong kéo giãn – lực tác động 39 Hình 3.1 Quy trình tổng hợp mẫu PPHSH .45 Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn độ bền kéo đứt màng PPHSH 50 Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn độ giãn dài màng PPHSH 50 Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn kết độ hấp thụ nước màng PPHSH 51 Hình 4.4 Quá trình phân hủy màng PPHSH sau chôn đất 53 Hình 4.5 Hình chụp SEM bề mặt màng PPHSH .54 Hình 4.7 Vi khuẩn B Subtilis màng sau ủ qua đêm 55 Hình 4.8 Khuẩn E coli màng sau ủ qua đêm .56 Hình 4.9 Cà chua sau thu hoạch .57 Hình 4.10 Cà chua sau 20 ngày thí nghiệm .58 DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Tỷ lệ thành phần nguyên liệu tổng hợp mẫu PPHSH .44 Bảng 4.1 Kết độ bền học màng PPHSH 50 Bảng 4.2 Kết đo độ hấp thụ nước màng PPHSH 51 Bảng 4.3 Kết khả kháng khuẩn B subtilis màng PPHSH 55 Bảng 4.4 Kết khả kháng khuẩn E coli màng PPHSH .56 Bảng 4.5 Kết qủa phân tích tiêu cà chua tươi .58 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Giải thích ASTM American Standard Testing Method TS Độ bền kéo đứt E Độ dãn dài PLA Polylactic acid PBS Polybutylene succinate AAC Polyester mạch thẳng – mạch vòng thơm PBAT Polybutylene adipate – terephtalate PHB Polyhydroxybutyrate PHV Polyhydroxyvalerate PCL Polycaprolactone PET Polyehtylenephtalate PBSA Polybutylenephtalate PTMAT Polytetramethylene adipate terephtalate PS Polystyrene PE Polyethylene PVC Polyvinyl chloride EVOH Ethylene vinyl alcohol PVA Polyvinyl alcohol OD Otical density SEM Scanning Electron Microscope CFU Colony Forming Units MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Yêu cầu đề tài PHẦN TỔNG QUAN 2.1 Khái niệm polymer phân hủy sinh học (PPHSH) .4 2.2 Phân loại PPHSH .4 2.2.1 PPHSH tự nhiên 2.2.2 Các PPHSH tổng hợp 2.2.3 Các PPHSH khác 2.3 Ứng dụng PPHSH 2.3.1 Trong y học .6 2.3.2 Trong nông nghiệp 2.3.3 Trong Bao bì .8 2.4 Tình hình nghiên cứu phát triển PPHSH .9 2.4.1 Tình hình nghiên cứu giới 2.4.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 10 2.5 Thành phần nguyên liệu tổng hợp màng PPHSH 12 2.5.1 Polyvinyl acohol (PVA) 12 2.5.1.1 Giới thiệu 12 2.5.1.2 Tính chất vật lý 12 2.5.1.3 Tính chất hóa học .15 2.5.1.4 Sự phân hủy PVA 17 2.5.1.5 Điều chế PVA 17 2.5.2 Chitosan 19 2.5.2.1 Khái niệm 19 2.5.2.2 Tính chất vật lý 20 2.5.2.3 Tính chất hóa học .22 2.5.2.4 Điều chế 23 2.5.2.5 Tính kháng khuẩn chitosan 24 2.5.2.6 Ứng dụng 25 2.5.3 Tinh bột sắn .25 2.5.3.1 Giới thiệu 25 2.5.3.2 Tính chất vật lý 26 2.5.3.3 Tính chất hóa học .26 2.5.3.4 Ứng dụng 27 2.5.4 Glycerol 27 2.5.4.1 Giới thiệu 27 2.5.4.2 Tính chất vật lý 28 2.5.4.3 Tính chất hóa học .28 2.5.4.4 Điều chế 29 2.5.4.5 Ứng dụng 29 2.5.5 Acid lactic .30 2.5.5.1 Giới thiệu 30 2.5.5.2 Ứng dụng 30 2.6 Tổng quan vi khuẩn 31 2.6.1 Giới thiệu .31 2.6.2 Các yếu tố môi trường tác động đến sinh trưởng phát triển .32 2.6.3 Sự phân bố vi khuẩn tự nhiên 32 2.6.3.1 Sự phân bố vi khuẩn đất 33 2.6.3.2 Sự phân bố vi khuẩn nước 33 2.6.3.3 Sự phân bố vi khuẩn khơng khí 33 2.7 Vi khuẩn Bacillus subtilis (B subtilis) 33 2.8 Vi khuẩn Escherichia coli (E coli) 34 2.9 Tổng quan cà chua .35 2.9.1 Đặc điểm 35 2.9.2 Phân loại giống cà chua 35 2.9.3 Điều kiện trồng 37 2.9.4 Bảo quản cà chua 37 2.10 Các phương pháp phân tích 38 2.10.1 Xác định tính chất học polymer .38 2.10.2 Xác định khả hấp thụ nước polymer 40 2.10.3 Xác định khả tự phân hủy đất polymer 40 2.10.4 Khảo sát cấu trúc bề mặt polymer phương pháp Scanning Electron Microscope (SEM) .40 PHẦN THỰC NGHIỆM 42 3.1 Thời gian địa điểm thực đề tài 43 3.2 Nguyên vật liệu thiết bị thí nghiệm 43 3.2.1 Nguyên vật liệu .43 3.2.2 Thiết bị thí nghiệm 43 3.3 Mục đích thí nghiệm 43 3.4 Phương pháp thí nghiệm 44 3.4.1 Thí nghiệm 1: Tổng hợp màng PPHSH 44 3.4.1.1 Phương pháp tổng hợp màng PPHSH 44 3.4.1.2 Sơ đồ qui trình tổng hợp màng PPHSH 44 3.4.1.3 Thuyết minh qui trình 46 3.4.2.Thí nghiệm 2: Xác định khả hấp thụ nước màng PPHSH 46 3.4.3 Thí nghiệm 3: Xác định tính chất học màng PPHSH 46 3.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát khả phân hủy màng PPHSH phương pháp chôn ủ đất 47 3.4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát cấu trúc bề mặt PPHSH phương pháp SEM 47 3.4.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát khả kháng khuẩn E Coli khuẩn B subtilis màng PPHSH 47 3.4.7 Thí nghiệm 7: Kháo sát ứng dụng làm màng bọc cà chua 48 PHẦN KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 49 4.1 Khảo sát tính chất màng 50 4.1.1 Tính chất học 50 4.1.2 Độ hấp thụ nước màng PPHSH 51 4.1.3 Khả phân hủy màng PPHSH 52 4.1.4 Khảo sát cấu trúc bề mặt màng PPHSH 53 4.2 Khảo sát ứng dụng màng 55 4.2.1 Khả kháng khuẩn màng PPHSH 55 4.2.2 Khảo sát ứng dụng làm bọc cà chua .56 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 60 5.1 Kết luận 61 5.2 Đề nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC 66 Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn PHẦN MỞ ĐẦU SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn 5.1 Kết luận Đã tổng hợp khảo sát màng polymer phân hủy sinh học từ PVA, tinh bột chitosan Hình ảnh SEM cho thấy có liên kết tương hợp thành phần mẫu liên kết tương hợp thành phần mẫu không chặt chẽ không đồng Độ hấp thụ nước màng M3 thấp thành phần cấu trúc màng liên kết chặt chẽ Các mẫu phân hủy sau 45 – 60 ngày chôn đất, mẫu M1 phân hủy nhanh khoảng 45 ngày, mẫu M3 phân hủy chậm 60 ngày Độ giãn dài mẫu tương đương nhau, độ bền kéo đứt mẫu M3 cao nên mẫu M3 có tính chất học tốt mẫu lại Cả mẫu màng PPHSH có tính kháng khuẩn Màng PPHSH có tính kháng khuẩn ứng dụng làm màng bọc cà chua, giữ cho cà chua tươi giữ chất dinh dưỡng cà chua nhiều so với bọc nylon thị trường để ngồi khơng khí Đề tài có giá trị ứng dụng vào cơng nghệ bảo quản thực phẩm sau thu hoạch, góp phần giải nhiều vấn đề kháng vi khuẩn giữ chất dinh dưỡng thực phẩm Bên cạnh cịn góp phần bảo vệ mơi trường, giải nguy lượng polymer truyền thống ngày tăng cao 5.2 Đề nghị Màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn có nhiều triển vọng để ứng dụng vào thực tế Vì cần tiếp tục nghiên cứu phát triển Cần cải thiện độ hấp thụ nước màng màng dễ bị đứt gãy, trương nở nước nên khó ứng dụng thực phẩm có độ ẩm cao Cần nghiên cứu cải thiện tính màng Chitosan thành phần để màng có khả kháng khuẩn, nên cần nghiên cứu tìm biện pháp điều chỉnh chi phí để giảm giá thành sẩn phẩm, chitosan có giá thành tương đối cao SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang 61 Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồ Sơn Lâm, Giáo trình tổng hợp nhiên liệu có nguồn gốc sinh học & vật liệu polymer phân hủy sinh học, trường đại học Tôn Đức Thắng, 2008 [2] Phạm Ngọc Lân, Vật liệu polymer phân hủy sinh học, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2006 [3] Lê Xn Trọng – Nguyễn Văn Tịng, Hóa học 12, nhà xuất Giáo dục, 2002 [4] PGS TS Thái Dỗn Tĩnh, Cơ sở hóa học hữu tập 3, nhà xuất Khoa học kỹ thuật [5] Hồng Kim Anh, Ngơ Kế Sương Nguyễn Xích Liên Tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột sắn Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2006 [6] Trần Linh Thước, Phương pháp phân tích vi sinh vật thực phẩm mỹ phẩm, nhà xuất Giáo dục, 2008 [7] Nguyễn Lân Dũng cộng sự, Vi sinh vật học, nhà xuất Giáo dục, 1997 [8] Nguyễn Thành Đạt Nguyễn Như Thảo, Vi sinh vật, nhà xuất Giáo dục, 1986 [9] Nguyễn Quốc Hiến cộng sự, Tạp chi hóa học, T 38, số 2, Tr 22 – 24, 2000 [10] Nguyễn Minh Xuân Hồng, Trang Sỹ Trung, William F Stevens, Khảo sát chitosan chiết xuất từ vỏ tôm ứng dụng xử lý nước thải nhà máy dệt nhuộm, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Nơng Lâm nghiệp, số 1/2005 SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang 62 Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn [11] Nguyễn Thị Thu Thảo, Nguyễn Thị Hiền, Nguyễn Thị Phương Trang, Hồ Sơn Lâm, Nghiên cứu tổng hợp màng polymer tự phân hủy sở polyvinyl alcohol (PVA) phụ gia, báo khoa học, 2007 [12] Nguyễn Thị Thu Thảo, Nghiên cứu tổng hợp màng polymer tự phân hủy sinh học sở polyvinyl alcohol chitosan, Tuyển tập công trình hội Hóa học TP.HCM thời kỳ hội nhập, 2008 [13] R P W Scott, Thermal Analysis, book of Physical Chemistry Resources Series, P 14 – 15 [14] Nguyễn Quốc Hiến, Radition degradation of chitosan and some bioloical effects, IAEA-TECDOC-1422, p 67 – 73, Vienna, 2004 [15] Emo Chiellini Composite films based on poly(vinylalcohol) and lignocellulosic fibers: preparation and characteriztions, Substaninable polymer science and technology, ScienceDirect, 2001 [16] Viviana García Mir, Jyki Heinamaki, Osmo Antikainen, Ofelia Bilbao Revoredo, Antonio Iraizoz Colarte, Olga Maria Nieto, Jouko Yliruusi, Direct compression properties of chitin and chitosan, ScienceDirect, 2008 [17] Cheng-Ho Chen, Fang-Yu Wang, Ching-Feng Mao, Wei-Tung Liao, ChingDong Hsieh, Studies of chitosan: II Preparation andcharaterization of chitosan/poly(vinyl alcohol)/galatin ternary blend films, International Journal of Biological Macromolecules 43, 2008 [18] Zhao Guohua, Liu Ya, Fang Cuilan, Zhang Min, Zhou Caiqiong, Chen Zongdao, Polymer Degradation and Stability, 91: 703 – 711, Water resistance, mechanical properties and biodegradability of methylated-cornstrach/poly(vinyl alcohol) blend film, 2006 SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang 63 Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn [19] http://www.godsdirectcontact.org/unicode/news/178/ga_44.htm [20] http://www.vinachem.com.vn/Desktop.aspx/Xuat-banpham/175/2388/?SearchTerms=polyme [21] http://khoahocphothong.trust.vn/newspaper/detail/2095/vat-lieu-polymer-hapthu-nuoc.html [22] http://en.wikipedia.org/wiki/Polyvinyl_alcohol [23] http://www.cyberchemvn.com/cong-nghe-va-ung-dung/chitosan-tong-quannghien-cuu-ung-dung.html [24] http://en.wikipedia.org/wiki/Lactic_acid [25].http://www.rauhoaquavietnam.vn/default.aspx?ID=45&LangID=1&tabID=5& NewsID=861 [26] http://www.viendinhduong.vn/news/vi/145/54/tim-hieu-tac-dung-cua-ca-chuavoi-suc-khoe.aspx [27] http://www.astm.org/DATABASE.CART/HISTORICAL/D570-98.htm [28] http://www.pslc.ws/mactest/mech.htm [29] http://www.matweb.com/reference/tensilestrength.aspx [30] http://en.wikipedia.org/wiki/Scanning_electron_microscope [31] http://en.wikipedia.org/wiki/Glycerol SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang 64 Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn [32] http://vietbao.vn/Khoa-hoc/Che-tao-thanh-cong-polymer-tu-huy-sinhhoc/40115845/188/ [33] http://khoahocphothong.trust.vn/newspaper [34] http://www.vinhphuc.gov.vn/hoikhkt/hoikhkt/tthd/PolymeVn.html [35] http://www.chemvn.net/chemvn/showthread.php?t=599 [36] http://www.saigon-unu.edu.vn/hng-nec-san-xuat-nhua-sinh-hoc-tu-vo-hatdieu/ SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang 65 Nghiên cứu tổng hợp màng polymer phân hủy sinh học có khả kháng khuẩn PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M1 lần (M1-1) Phụ lục 2: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M1 lần (M1-2) Phụ lục 3: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M1 lần (M1-3) Phụ lục 4: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M2 lần (M2-1) Phụ lục 5: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M2 lần (M2-2) Phụ lục 6: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M2 lần (M2-3) Phụ lục 7: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M3 lần (M3-1) Phụ lục 8: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M3 lần (M3-2) Phụ lục 9: Kết đo độ bền kéo đứt độ giãn dài mẫu M3 lần (M3-3) Phụ lục 10: Kết phân tích tiêu cà chua mẫu M3 Phụ lục 11: Kết phân tích tiêu cà chua mẫu M-tt Phụ lục 12: Kết phân tích tiêu cà chua mẫu M-kk SVTH: Diệp Phạm Phương Thảo Trang 66