Nghiên cứu tổng hợp màng kháng khuẩn dựa trên nền chitosan kết hợp với cao chiết lá Bần.pdf

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp màng kháng khuẩn dựa chitosan kết hợp với cao chiết Bần Sổ hợp đồng: 2019.01.36 Chủ nhiệm đề tài: Hồng Ngọc Bích Đơn vị cơng tác: Viện Kỳ thuật Công nghệ cao NTT Thời gian thực hiện: 03/2019 - 08/2019 TP Hồ Chí Minh, ngày 08 thảng 08 năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp màng kháng khuẩn dựa chitosan kết hợp với cao chiết Bần Sổ hợp đồng : 2019.01.36 Chủ nhiệm đề tài: Hồng Ngọc Bích Đơn vị cơng tác: Viện Kỳ thuật Công nghệ cao NTT Thời gian thực hiện: 03/2019 - 08/2019 Các thành viên phổi hợp cộng tác: STT Họ tên Chuyên ngành Cơ quan cơng tác Hồng Ngọc Bích Hóa - Mơi trường ĐH NTT ThS Nguyền Thị Thương Hóa Polymer ĐH NTT Ký tên MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thực trạng bào quàn chế biến thực phẩm 1.2 Phương pháp bảo quân che biến thực phẩm 1.2.1 Phương pháp vật lý 1.2.2 Phương pháp chiếu xạ 1.2.3 Phương pháp hóa học 1.2.4 Phương pháp sinh học 1.3 Tổng quan màng bọc thực phẩm hoạt tính 1.3.1 Đặc điểm polymer tổng họp sinh học bao gói thực phẩm 1.3.2 Cơ che cũa hợp chất kháng khuẩn 10 1.3.3 Ảnh hường cùa tác nhân kháng khuẩn tính chất cùa bao bì .12 1.4 Tổng quan ve Chitosan 15 1.4.1 Lịch sứ hình thành 15 1.4.2 Công thức cấu tạo 16 1.4.3 Tính chất cùa Chitosan 16 1.4.4 ứng dụng 17 1.5 Tổng quan bẩn trắng 18 1.5.1 Tên gọi hình thái phân bố 18 1.5.2 Một số đặc điểm cùa loài họ Bần Việt Nam 19 1.5.3 Thành phần hóa học 20 1.5.4 Hoạt tính sinh học 20 1.6 Tình hình nghiên cứu bào quàn trái bàng màng Chitosan the giới Việt Nam gần 22 1.6.1 Tình hình nghiên cứu the giới 22 1.6.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 23 1.7 Mục tiêu nội dung nghiên cứu 23 1.7.1 Mục tiêu 23 1.7.2 Nội dung nghiên cứu 23 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỬU 24 2.1 Nguyên liệu 24 2.2 Các phương pháp nghiên cứu 24 2.2.1 Phương pháp chiết cao bần 24 2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol 24 2.2.3 Định lượng flavonoid tong số 26 2.2.4 Quy trình tạo màng chitosan kết hợp chiết xuất 27 2.2.5 Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng khuẩn 28 2.2.6 Phương pháp đánh giá hàm lượng nước, độ trương, độ hòa tan cứa màng 29 2.2.7 Phương pháp đánh giá cấu trúc, tính chất lý, độ kháng nước oxy màng 29 CHƯƠNG KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Quy trình chiết tách đánh giá hàm lượng polyphenol flanovoid 30 3.2 Ket kháng khuẩn cao chiết 31 3.3 Tính chất lý 32 3.4 Phân tích FTIR 32 3.5 Độ truyên quang 33 3.6 Phân tích SEM 34 3.7 Hàm lượng nước, độ hòa tan, độ trương nở 35 3.8 Phân tích nhiệt 35 3.9 Ket định lượng kháng khuẩn màng 38 3.10 ứng dụng bảo quàn trái 40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO 42 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHŨ VIẾT TẤT Ý nghĩa Từ viết tắt CH-G Màng chitosan có glycerol CH-G-SA1 Màng chitosan có glycerol với chiết xuất bần ối 1% CH-G-SA2 Màng chitosan có glycerol với chiết xuất bần ối 2% CH-G-SA3 Màng chitosan có glycerol với chiết xuất bần ối 3% DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU, sơ ĐỎ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 :Tinh dầu bạc hà tinh dầu carvacrol ket hợp vào bao bì bào quàn thực phẩm [3] .7 Hình 1.2: Cơng thức cấu tạo chitosan 16 Hình 1.3: Cây bần 19 Hình 2.1: cấu trúc cùa flavonol (A) Quercetin (B) 26 Hình 2.4: Quy trình che tạo màng chitosan-chiếtxuất tự nhiên 28 Hình 3.1: Quy tình chiết cao bần 30 Hình 3.2: Cao bần trắng ( SA) 31 Hình 3.1: Phổ FTIR a) Màng C-G, b) Màng C-G-SA1, c) MàngC-G-SA2, d) Màng C-G-SA3 33 Hình 3.2: Ảnh SEM cùa (A) Màng C-G, (B) màng C-G-SA1, (C) màng C-G-SA2,(D) màng CG-SA3 34 Hình 3.3: Giản đồ phân tích nhiệt DSC 36 Hình 3.4: Giản đồ phân tích nhiệt TGA 37 Bảng 1-1: Bàng 3-1: Bảng 3-2: Bàng 3-3: Phân loại thực vật Ban 18 Đường kính vịng kháng khuẩn cùa cao chiết (mm) 31 Tính chất co lý màng 32 Độ truyền quang cùa màng 33 Bàng 3-4: Độ hòa tan, độ trương nở màng 35 Bàng 3-5: Bảng phân tích nhiệt DSC cũa màng Chitosan màng Chitosan kết hợp chiết xuất 35 Bảng 3-6: Bảng phân tích nhiệt TGA cùa màng Chitosan màng Chitosan ket hợp chiết xuất 37 Bàng 3-7: Ket quà định lượng kháng khuẩn màng với chùng E.Coli 38 Bảng 3-9: Ket quâ định lượng kháng khuẩn màng với chùng P.Seu 39 Bàng 3-10: Ket quà định lượng kháng khuẩn màng với chùng Salmonella 39 Bảng 3-11: Ket quà bảo quản trái 40 TÓM TẢT KẼT QUA NGHIÊN cũu Sản phẩm đăng ký thuyết minh Sản phấm thực đạt • Màng chitosan kết hợp với chiết xuất • bần • bần Qui trình che tạo màng chitosan kết • Bài báo báo cáo khoa học Thòi gian đăng ký: từ ngày Thòi gian nộp báo cáo: ngày Qui trình che tạo màng chitosan ket họp với cao chiết ban họp với cao chiet ban • Màng chitosan kết hợp với chiết xuất đển ngày • Bài báo báo cáo khoa học MỞ ĐÀU Nông sản ngành xuất quan trọng cùa Việt Nam, đóng góp tích cực vào kim ngạch xuất khau chung nước Tuy có nhiều nồ lực thành cơng đe phát triền, mở rộng thị trường xuất nông sản, thực tế hoạt động xuất hàng nông sàn chủ lực cúa Việt Nam vần cịn gặp nhiều khó khăn Do sờ che biển có quy mơ nhỏ, phân tán; công nghệ sàn xuất lạc hậu, yếu sơ chế đơn giản, chi có so rat sữ dụng dây chuyền che biển đại đạt từ 25%-30%, trung binh nước ASEAN đạt 50% Giải pháp đe bảo quàn nông sàn tươi lâu mà giữ hương vị màu sắc, nên người dân sữ dụng hóa chất phổ biến câ giá rẻ thao tác đơn giản, loại hố chất có khả nâng kiềm hãm sản sinh cùa ethylene, ngăn cản gan két cũa ethylene với thụ the (1- methylcyclopropen (Ethyl Block)) ngâm càn, tiêu diệt xâm nhập cùa vi sinh vật (thuốc diệt cỏ CO 2,4D, hóa chất có gốc clo , ) Nông sàn nhúng vào dung dịch loại hóa chất khơng bảo qn lâu mà cịn ngồi cứng hơn, tươi Tuy nhiên, loại hóa chất không chi gây độc hại cho sức khỏe cùa người tiêu dùng mà cịn gây hại cho mơi trường Do đó, việc bảo quản nơng sàn bang vật liệu thân thiện với sức khỏe người môi trường có ý nghĩa quan trọng đời sổng đại nhu cầu thực phẩm quan tâm đáng kể Ngoài ra, việc sữ dụng màng sinh học dựa chiết xuất tự nhiên polymer giài pháp thay the hiệu quâ cho màng bao gói truyền thống, mang lại giài pháp ben vững lâu dài cho vấn đe mơi trường Vì vậy, đe tài “Nghiên cứu tổng hợp màng kháng khuẩn dựa nen chitosan ket hợp với cao chiết Ban” có ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiền cao Trong nghiên cứu này, màng chitosant kết hợp với chiết xuất Bần cho khả kháng khuẩn, kháng oxi hóa cao, độ dẻo dai, ức che trình hơ hấp nước, tính chất lý phù hợp cho bao gói thực phẩm CHƯƠNG l.TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thực trạng bảo quản chê biên thực phãnt Nông sản ngành xuất quan trọng cùa Việt Nam, đóng góp tích cực vào kim ngạch xuất chung cùa nước Tuy nhiên, bên cạnh nỗ lực thành tựu đạt được, xuất khau nông sản cùa Việt Nam đoi diện với nhiều khó khăn, thách thức bối cành hội nhập Đóng góp tỷ trọng lớn kim ngạch xuất khấu hàng nông sàn cùa Việt Nam mặt hàng chù lực gạo, cà phê, hàng rau quả, hạt điều, chè, cao su, hạt tiêu, san sản phẩm từ sắn Những mặt hàng mạnh cùa Việt Nam lợi cạnh tranh quốc gia mang lại Tuy có nhiều nỗ lực thành cơng để phát triển, mở rộng thị trường xuất khau nông sàn, thực te hoạt động xuất khau hàng nông sàn lực cùa Việt Nam vần cịn gặp nhiều khó khăn như: Các doanh nghiệp (DN), sở che biến có quy mơ nhỏ; Cơng nghệ sàn xuất lạc hậu, chu yếu sơ che đơn giản, có so rat sừ dụng dây chuyền che biển đại đạt từ 25%-30%, trung bình nước ASEAN đạt 50%; Năng lực quản lý, kinh doanh hạn che Theo thống kê cùa To chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO), tổn thất sau thu hoạch nông sàn nước phát triển lên đến 20 - 30%, nghĩa chừng tỷ lệ nông sản sân xuất không đến tay người tiêu dùng Tại Việt Nam, tổn thất sau thu hoạch có hạt khoảng 10%, đoi với có cù 10% đen 20% rau quà 10% đen 30% Có nhiều nguyên nhân làm cho mặt hàng nông sàn cùa Việt Nam xuất khau thị trường the giới bị thua so với nước khu vực giới, thấy bên cạnh việc xây dựng thương hiệu cho mặt hàng nơng sàn Việt Nam chất lượng nông sản cùa chưa the sánh so với nước khu vực Thái Lan, Singapore, Malaysia, Trung Quốc, Đơn gián khâu trước sau thu hoạch cúa họ chuẩn bị triển khai đồng nên chất lượng nông sàn sau thu hoạch cao tổn thất sau thu hoạch không đáng kể 1.2 Phương pháp bảo quản che biến thực phẩm 1.2.1 Phương pháp vật lý 1.2.1.1 Phương pháp bảo quản lạnh Phương pháp bão quản lạnh thơng thường: q trình làm lạnh địi hỏi truyền nhiệt từ nông sản đen môi chất làm mát Các trình truyền nhiệt bao gom dần nhiệt, đối lưu, xạ nhiệt bay Các q trình nham giữ nơng sản nhiệt độ an toàn thấp (phụ thuộc loài cây) để giâm cường độ hô hấp tế bào, giảm độ nhạy với khí ethylen giảm nước Neu nguồn điện ln sẵn sàng đe cung cấp hệ thống làm lạnh khí cung cấp nguồn lạnh tốt Các phương pháp bao gồm: làm lạnh kiểu phịng, làm mát khơng khí cưỡng làm mát chất bay [1] • Làm lạnh kiểu phòng: phương pháp làm mát tương đối rẻ, chậm Khi sử dụng phương pháp này, sản phẩm đưa vào phịng lạnh, khơng khí lạnh lưu thơng thùng, tái khối hàng Phương pháp phù họp loại hàng thối hóng, khoai tây, hành tây, táo, khoai lang, quà có múi, hàng nơng sàn dề hư hỏng giám giá trị nhanh chóng trước làm mát thích họp Làm mát phịng tất cà bạn cần, bạn tồn trữ nơng sàn nhạy cám với nhiệt độ lạnh, mà cần làm mát từ nhiệt độ thu hoạch vào buổi sáng xuống nhiệt độ ton trữ 10 - 13oC Việc thiết ke xểp phòng lạnh đơn giản khơng địi hỏi nhiều thiết bị đặc biệt [1] • Làm mát bàng khơng khí cường bức: đưa khơng khí qua thùng chứa sản phẩm nhờ quạt thiết bị đối lưu, tốc độ làm mát sản phẩm lớn Nhờ tốc độ làm lạnh nhanh giữ độ thống khí nên phương pháp áp dụng cà kho lưu trữ vận chuyển [1] • Làm mát bang chất bay hơi: thơng thường chất bay sừ dụng phương pháp dung dịch nước Lúc nước thấm ướt vật liệu xơ có khả giữ ẩm cao đảm bào độ thống khí, khơng khí quạt đối lưu đưa qua vật liệu tham ướt, lúc khơng khí qua nước làm mát, nhờ khơng khí kho lưu trừ giâm đáng kế so với môi trường ngồi [1] • Phương pháp bảo quản lạnh CAS: CAS viểt tắt cùa cụm từ Cells Alive System, hoạt động giống lị vi sóng ngược lại Bên tù đá lạnh, vật thể đơng lạnh bị khóa từ trường mạnh Vùng từ tường giữ phân tử nước thực phẩm quanh trạng thái lỏng cà nhiệt độ cùa chúng giãm xuống Khi vùng từ trường bị tắt, vật the bị đơng cứng lập tức, khơng có thời gian đe hình thành tinh the Những tinh thể băng thường làm tổn thương thành té bào hữu cơ, làm giảm cấu trúc hương vị cùa thực phẩm [1] 1.2.1.2.SŨ dụng bao bì để bảo quản • Bao bì thơng thường: Bất kỳ kiện hàng để mơi trường có độ ẩm cao, độ bền, độ cứng cùa bị giảm Kiện hàng bị đổ gần khơng cịn tính bão vệ sản phẩm, địi hỏi sàn phẩm phải chịu toàn trọng lượng vật nặng bên Bao gói cách thức đe bào vệ sản phấm hàng hóa cách giữ co định lót đệm cho ... cũa màng Chitosan màng Chitosan kết hợp chiết xuất 35 Bảng 3-6: Bảng phân tích nhiệt TGA cùa màng Chitosan màng Chitosan ket hợp chiết xuất 37 Bàng 3-7: Ket quà định lượng kháng khuẩn màng với. .. Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2019 Tên đề tài: Nghiên cứu tổng hợp màng kháng khuẩn dựa chitosan kết hợp với cao chiết Bần Sổ hợp đồng : 2019.01.36 Chủ... CH-G Màng chitosan có glycerol CH-G-SA1 Màng chitosan có glycerol với chiết xuất bần ối 1% CH-G-SA2 Màng chitosan có glycerol với chiết xuất bần ối 2% CH-G-SA3 Màng chitosan có glycerol với chiết