nghiên cứu ứng dụng màng bao chitosan bảo quản trứng cút

GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Trứng cút từ lâu được biết đến như một loại thực phẩm giàu dinh dưỡng rẻ tiền trong bữa ăn hàng ngày của con người. Hiện nay, nhu cầu sử dụng trứng cút tươi trên thị trường nội địa và trên thế giới khá lớn [1]. Ở Việt Nam, sản lượng trứng của ngành chăn nuôi không ngừng tăng lên. Năm 2002, sản lượng trứng tự sản xuất ra ở Việt Nam là 226.500 tấn [2]. Trứng cút tươi là loại thực phẩm có thời hạn bảo quản ngắn, dễ hư hỏng, đặc biệt là điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm như ở nước ta [3]. Hiện nay ở nước ta, việc bảo quản trứng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Bảo quản ở nhiệt độ thấp có thể kéo dài thời gian bảo quản đến 2 tháng (bảo quản lạnh), ngoài ra còn có thể bảo quản bằng nước vôi, bảo quản bằng khí trơ và bảo quản bằng màng nhân tạo như: silicate, parafin, chitosan [4]. Trong đó, màng bao làm từ chitosan - phế phẩm của động vật thuỷ sản, có tính kháng khuẩn, kháng nấm, không thấm nước, hạn chế mất nước nên thường được nghiên cứu ứng dụng trong bảo quản thịt, cá, trứng gia cầm, rau quả… [8]. Hiện nay đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu sử dụng chitosan làm màng bao các loại thực phẩm. Tuy nhiên, việc nghiên cứu sử dụng màng bao chitosan trong bảo quản trứng cút tươi thương phẩm đến nay vẫn còn khá mới, chỉ dừng lại ở mức độ thử nghiệm, thăm dò, chưa được áp dụng phổ biến ở quy mô nông trại. Xuất phát từ những lý do trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng màng bao chitosan bảo quản trứng cút ” . Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chitosan trong màng bao đến một số tính chất hóa lý của trứng cút tươi trong 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường. Từ đó, đánh giá toàn diện hơn chất lượng của trứng cút khi ứng dụng màng bao chitosan bảo quản trứng tươi.  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 1 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Sơ lược về chitin/chitosan 1.1.1. Lịch sử phát hiện Đối với đại đa số người, chitosan là một cái tên tương đối lạ. Thực ra, con người từ rất sớm đã bắt đầu nghiên cứu chitosan. Trong “Cương mục bản thảo” có ghi chép: vỏ tôm, cua có công năng làm tiêu vết bầm tím. Bản thân từ “cua” có nghĩa là “loài vật có khả năng giải độc”. Đầu thế kỷ 19, học giả người Pháp Burano đã phát hiện ra chất chitosan trong các loại nấm, từ đó nhân loại bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng lâu dài [9]. Hình 1.1. Chitosan có nhiều trong vỏ tôm Chitosan còn được gọi là chitin, xác tụ đường, giáp xác tố, yếu tố thứ sáu… Phần lớn chất này tồn tại trong tôm, cua, côn trùng, lá cây… thành phần sinh sản trong giới tự nhiên chỉ đứng sau chất cellulose. Trong suốt hơn một thế kỷ phát hiện ra chất chitosan thì con người luôn cho rằng chitosan là chất bỏ đi, bởi vì nó không hoà tan trong nước, kiềm, acid và bất cứ chất nào khác, nhưng kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng ứng dụng của nó còn cao hơn cellulose rất nhiều.  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 2 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp Cùng với sự phát triển của khoa học, con người phát hiện ra những đặc tính ở chitosan mà cellulose không có, nó là chất xơ động vật có thể ăn được duy nhất trong giới tự nhiên hiện nay có chứa ion dương, cũng là yếu tố quan trọng thứ sáu của sự sống con người sau protein, đường, chất béo, vitamin, chất khoáng. Chitosan còn là chất cao phân tử mang điện dương duy nhất trong tự nhiên, một khi vào cơ thể, nó sẽ nhanh chóng hút lấy các acid béo mang điện âm, che lấp chúng, không để cho chúng bị hấp thụ và đẩy chúng ra khỏi cơ thể. Chất xơ trong nó không ngừng kích thích nhu động đường tiêu hóa, làm cho thức ăn nhanh chóng đi qua đường tiêu hóa. Do vậy, chitosan thường làm cho mọi người liên tưởng đến khái niệm “giảm béo an toàn”. Không những thế, chất xơ trong chitosan còn có thể kết hợp với chất béo và cholesterol, tránh cho chúng không bị hấp thụ vào máu. Chất chitosan chiết xuất từ loài giáp xác có được do nghiên cứu, có thể hoạt hóa tế bào cơ thể, điều chỉnh quy luật thần kinh và sự bài tiết hoocmon, kích thích vận động khoẻ mạnh cơ năng con người. Thực nghiệm khoa học chứng minh rằng: Chitosan có thể ức chế sự hấp thụ cholesterol của ruột non từ đó làm giảm nồng độ cholesterol trong máu, làm cho cholesterol không lắng trong gan, tránh phát sinh bệnh gan nhiễm mỡ. Đồng thời, chitosan còn có thể giảm thiểu sự hấp thụ chlorine ion đối với cơ thể, kích thích huyết quản mở rộng, từ đó giảm bớt huyết áp. Tóm lại, chitosan có tác dụng làm cho con người trẻ lâu, hoạt hóa tế bào cơ thể, gia tăng khả năng miễn dịch, điều tiết công năng của cơ quan nội tạng, giải độc bảo vệ gan, sàng lọc “rác bẩn” trong cơ thể… Do vậy nó cũng nhận được sự ưu ái của mọi người. 1.1.2. Nguồn gốc của chitin Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau cellulose. Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với cellulose. Chitin có gốc từ chữ "chiton", tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp [10]. Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sống  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 3 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp trong đó có loài giáp xác (tôm, cua). Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên thế giới là 5,ll triệu tấn/năm. Hình 1.2. Chitin/chitosan có nhiều trong vỏ động vật giáp xác 1.1.3. Cấu trúc hóa học của chitin Chitin (C 8 H 13 O 5 ) n là một polymer mạch dài của N-acetylglucosamine, dẫn xuất của glucozơ, trong đó nhóm (-OH) ở nguyên tử C(2) được thay thế bằng nhóm axetyl amino (-NHCOCH 3 ). Như vậy chitin là poli (N-axetyl-2-amino-2-deoxi-b-D glucopyranozơ) liên kết với nhau bởi các liên kết b-(C-1-4) glycozit. Cấu trúc hóa học của Cellulose  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 4 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp Cấu trúc hóa học của chitin 1.1.4. Cấu trúc hóa học của chitosan Chitosan một polysacarit mạch thẳng, là dẫn xuất đề axetyl hóa của chitin, trong đó nhóm (–NH 2 ) thay thế nhóm (-COCH 3 ) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kết với nhau bởi các liên kết b-(1-4)-glycozit, do vậy chitosan có thể gọi là poly b-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc là poly b-(1-4)-D- glucozamin.  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 5 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp Cấu trúc hóa học của chitosan 1: chitin , 2: chitosan , 3: cellulose  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 6 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp 1.1.5. Đặc tính của chitosan - Là polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. - Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. - Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị. - Không tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng (PH = 6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 0 C – 311 0 C. - Trọng lượng trung bình: 10.000 - 500.000 dalton tùy loại phân tử.  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 7 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp Hình 1.3. Chitosan tinh khiết 1.1.6. Tính chất hóa học của chitosan [11] Chitosan chứa nhiều nhóm –NH 2 nên có thể tan trong dung dịch acid. Khi tan trong dung dịch acid, chitosan tạo gel có thể tráng mỏng thành màng. Ứng dụng tính chất này nên chitosan được dùng để tạo màng không thấm bảo quản trứng, trái cây hay dùng hỗ trợ trong điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng (trong môi trường acid của dạ dày, chitosan tạo gel che phủ, bảo vệ niêm mạc). Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH 3 trong các mắt xích N-axetyl-D-glucozamin và nhóm -OH, nhóm -NH 2 trong các mắt xích D-glucozamin có nghĩa chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hóa học có thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-, hoặc dẫn xuất thế -O, -N. Mặt khác chitin/chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các liên kết b-(1-4)-glycozit, các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hóa học như: acid, base, tác nhân oxy - hóa và các enzim thuỷ phân. + Các phản ứng của nhóm –OH - Dẫn xuất sunfat.  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 8 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp - Dẫn xuất O-axyl cuả chitin/chitosan. - Dẫn xuất O–tosyl hóa chitin/chitosan. + Phản ứng ở vị trí N - Phản ứng N-axetyl hóa chitosan. - Dẫn xuất N-sunfatchitosan. - Dẫn xuất N-glycochitosan (N-hidroxy-etylchitosan). - Dẫn xuất acroleylenchitosan. - Dẫn xuất acroleylchitosan. + Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N - Dẫn xuất O,N–cacboxymetylchitosan. - Dẫn xuất N,O-cacboxychitosan. - Phản ứng cắt đứt liên kết O-(1-4) glycozit. 1.1.7. Tính chất sinh học và tác dụng của chitosan [12],[30]. * Đặc tính sinh học - Nguồn gốc thiên nhiên. - Không độc, dùng an toàn cho người trong thức ăn, thực phẩm, dược phẩm. - Có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể. - Có khả năng tự phân huỷ sinh học. * Tác dụng sinh học đa dạng như: - Có khả năng hút nước, giữ ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích tăng sinh tế bào ở người, động vật, thực vật, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng. - Có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, làm to vi động mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết.  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 9 GVHD: ThS. Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp - Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptide - insulin, kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tụy nên đã dùng để điều 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 tế bào u, ung thư, HIV/ AIDS. - Chống tia tử ngoại, chống ngứa. * Độc tính [17] Để dùng trong y tế và thực phẩm, đã có nhiều công trình nghiên cứu về độc tính của chitosan. - Ngay từ năm 1968, K.Arai và cộng sự đã xác định chitosan hầu như không độc (almost non - toxic ), chỉ số LD 50 =16g / kg cân nặng cơ thể, không gây độc trên xúc vật thực nghiệm và người, không gây độc tính trường diễn [12]. - Chitosan là vật liệu hoà hợp sinh học cao, nó là chất mang lý tưởng trong hệ thống vận tải thuốc, không những sử dụng cho đường uống, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, tiêm dưới da, mà còn ứng dụng an toàn trong ghép mô. Từ những nghiên cứu, các tác giả đã đưa ra kết luận: - Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân hủy sinh học, hoà hợp sinh học không những đối với động vật mà còn đối với các mô thực vật, là vật liệu y sinh tốt, làm mau liền vết thương. - Chitosan không độc hoặc độc tính rất thấp trên xúc vật thực nghiệm và nó có thể được sử dụng an toàn trên cơ thể người. * Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp của chitin/chitosan và một vài dẫn xuất [18], [20] - Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các nhóm chức mà trong đó các nguyên tử oxi và nitơ của nhóm chức còn cặp electron chưa sử dụng, do đó chúng có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 10 [...]... thích hợp để bảo quản trứng + Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự hao hụt khối lượng trứng cút trong thời gian bảo quản 30 ngày + Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến đổi hàm lượng protein có trong trứng cút trong thời gian bảo quản 30 ngày + Khảo sát hàm lượng đạm thối trong trứng cút sau thời gian bảo quản 30 ngày 2.2 Nguồn nguyên liệu 2.2.1 Nguyên liệu Trứng cút tươi thu... mở thùng ra kiểm tra và lật trứng một lần - Thứ tư là cất trứng vào trong hộp có chứa bã chè khô, để nơi râm mát Như vậy có thể bảo quản trứng được 2-3 tháng - Thứ năm là vùi trứng vào trong muối - Thứ sáu là khi mua trứng về, dùng khăn ướt lau qua một lượt và để trong tủ lạnh, đầu to của trứng quay lên trên Hiện nay, để kéo dài thời gian bảo quản trứng gà, trứng vịt, trứng cút tươi sau khi rửa và tiệt... đấy 1.2 Sơ lược về trứng cút 1.2.1 Giá trị dinh dưỡng của trứng cút Ít ai biết, những quả trứng nhỏ bé này còn nhiều vitamin hơn cả trứng gà Từ lâu, tại các trường học của Nhật Bản, trong mỗi suất ăn trưa của học sinh bắt buộc phải có 2 quả trứng cút Mỗi quả trứng cút có trọng lượng khoảng từ 10-12g, nhỏ hơn trứng gà 5 lần, nhưng vitamin A trong một quả trứng cút nhiều hơn trong trứng gà 2,5 lần Lần... của màng bao chitosan trong quá trình bảo quản trứng cút ở thời gian đầu là rất tốt  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 31  Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Hoàng Đức An Đồ thị 3.1 Tỷ lệ hao hụt khối lượng (%) sau thời gian bảo quản 5 ngày 3.1.2 Sự hao hụt khối lượng của trứng cút sau thời gian bảo quản 10 ngày Sau thời gian 10 ngày bảo quản, tiến hành xác định hao hụt khối lượng trong trứng, ... Nhận xét: Sau 25 ngày bảo quản trứng cút chúng tôi nhận thấy so với mẫu đối chứng thì tất cả các mẫu được xử lý bằng màng bao chitosan đều cho tỷ lệ hao hụt khối lượng thấp hơn rất nhiều Tỷ lệ hao hụt khối lượng trứng cút vẫn tỷ lệ nghịch với nồng độ chitosan xử lý Khi nồng độ chitosan dùng bảo quản trứng tăng từ 1,0% lên 1,6% thì tỷ lệ hao hụt giảm từ 4,957% xuống 4,072% Mẫu đối chứng có tỷ lệ hao hụt... dung dịch dùng để tạo màng 2.2.4 Tiến hành tạo màng Trứng cút tươi sau khi lựa chọn và làm sạch, đem nhúng ngập vào dung dịch chitosan đã chuẩn bị như trên trong 15 giây rồi vớt ra, làm khô tự nhiên Sau khi vỏ trứng đã khô, tiếp tục nhúng trứng lần hai tương tự như lần một 2.2.5 Bảo quản Sau khi trứng đã khô hoàn toàn, đem đi bảo quản ở nhiệt độ phòng.Trong suốt thời gian bảo quản (30) ngày, cứ 5 ngày... nhận thấy màng bao chitosan có hiệu quả rất tốt ở thời gian bảo quản 15 ngày  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 34  Khóa luận tốt nghiệp GVHD: ThS Hoàng Đức An 3.1.4 Sự hao hụt khối lượng của trứng cút sau thời gian bảo quản 20 ngày Sau thời gian 20 ngày bảo quản, tiến hành xác định hao hụt khối lượng trong trứng, kết quả được biểu thị ở bảng 3.4 Bảng 3.4 Sự hao hụt khối lượng trứng cút sau thời... phế quản, viêm dạ dày Normalizes trong trứng cũng tốt cho huyết áp và cải thiện tiêu hóa Bởi vậy, thực phẩm này thường được khuyến khích cho trẻ em, những người ốm yếu và phụ nữ mang thai Không giống với trứng gà, trứng cút không có khả năng gây dị ứng Ngược lại, một số loại protein trong trứng cút có thể ngăn ngừa dị ứng nên trên cơ sở này người ta còn sản xuất thuốc để điều trị dị ứng Trứng cút còn... thu hoạch để đảm bảo vệ sinh vỏ trứng thì sẽ làm mất đi lớp bảo vệ tự nhiên này, trứng rất mau hỏng Để có thể cất giữ trứng trong thời gian dài mà trứng vẫn được tươi ngon, bạn có thể áp dụng một trong các cách sau:  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 21 GVHD: ThS Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp - Thứ nhất bạn có thể bôi lên trứng một lớp dầu thực vật Cách này có thể bảo vệ trứng được 36 ngày... hơn tương ứng 2,8 và 2,2 lần Phốt pho, kali, sắt trong trứng cút cao hơn trứng gà gấp 5 lần Hình 1.4 Trứng cút  Nguyễn Thị Trâm – Lớp SP Hóa K30B Trang 20 GVHD: ThS Hoàng Đức An  Khóa luận tốt nghiệp Thêm vào đó, trứng cút cũng rất giàu các chất như đồng, coban, niken và các acid amine thiết yếu Tyrosine là loại dưỡng chất có khả năng làm cho da khỏe mạnh, vì thế, trứng chim cút còn được sử dụng cả . tính chất hóa lý của trứng cút tươi trong 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường. Từ đó, đánh giá toàn diện hơn chất lượng của trứng cút khi ứng dụng màng bao chitosan bảo quản trứng tươi.  Nguyễn. thực hiện đề tài: Nghiên cứu ứng dụng màng bao chitosan bảo quản trứng cút ” . Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chitosan trong màng bao đến một số tính. được nghiên cứu ứng dụng trong bảo quản thịt, cá, trứng gia cầm, rau quả… [8]. Hiện nay đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu sử dụng chitosan làm màng bao các loại thực phẩm. Tuy nhiên, việc nghiên