Sau đó đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng vanillin đến các tính chất của màng bao gồm: độ bền kéo, độ giãn dài, màu sắc, phổ hồng ngoại FTIR, kính hiển vi điện tử quét SEM, độ ẩm, độ hút n
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC TÍNH CHẤT MÀNG TỪ CHITOSAN VÀ VANILLIN TRÊN NỀN GIẤY ỨNG DỤNG TRONG BAO GÓI TRÁI CÂY GVHD: PGS.TS NGUYỄN VINH TIẾN SVTH : VÕ THỊ HUYỀN TRINH SKL008811 Tp Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Tên đề tài: TÍNH CHẤT MÀNG TỪ CHITOSAN VÀ VANILLIN TRÊN NỀN GIẤY ỨNG DỤNG TRONG BAO GÓI TRÁI CÂY SVTH: GVHD: Võ Thị Huyền Trinh PGS.TS Nguyễn Vinh Tiến MSSV: Tp Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2022 18128069 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Võ Thị Huyền Trinh MSSV: 18128069 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học Chun ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Hóa Polymer Tên khóa luận: Tính chất màng từ chitosan vanillin giấy ứng dụng bao gói trái Nhiệm vụ khóa luận: Tạo màng chitosan vanillin với hàm lượng vanillin tăng dần đến 57% (w/w) giấy bổ sung glycerol (với lượng 30% khối lượng chitosan) Sau đánh giá ảnh hưởng hàm lượng vanillin đến tính chất màng bao gồm: độ bền kéo, độ giãn dài, màu sắc, phổ hồng ngoại FTIR, kính hiển vi điện tử quét (SEM), độ ẩm, độ hút nước, khả hòa tan nước khả kháng nấm mốc Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 01/01/2022 Ngày hồn thành khóa luận: 05/08/2022 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Vinh Tiến Nội dung hướng dẫn: Tồn Nội dung u cầu khóa luận tốt nghiệp thông qua Trưởng Bộ mơn Cơng nghệ Hóa học Tp Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 08 năm 2022 TRƯỞNG BỘ MÔN NGƯỜI HƯỚNG DẪN TĨM TẮT KHĨA LUẬN Trong q trình vận chuyển bảo quản trái ta thường dùng giấy bao gói để tránh gây hư hỏng Ở đề tài nghiên cứu này, phủ thêm màng chitosan – vanillin có tính kháng khuẩn giấy bao gói để tăng thêm thời gian bảo quản trái tươi Nghiên cứu tạo màng chitosan (1,5% w/v) chứa vanillin (0; 0,5; 0,75; 1; 1,5; 2% w/v), bổ sung thêm glycerol làm chất hóa dẻo (30% so với khối lượng chitosan) Sau đó, khảo sát tính chất màng sau: Kính hiển vi điện tử quét SEM, độ bền kéo, độ giãn dài, màu sắc, phổ hồng ngoại FTIR, độ ẩm, độ hấp thụ nước, độ hòa tan nước, khả kháng nấm mốc Khi nồng độ vanillin tăng: bề mặt màng xuất tinh thể vanillin ngày nhiều, độ bền kéo độ giãn dài giảm, độ ẩm độ hút nước thay đổi không đáng kể, độ hòa tan nước tăng dần, mẫu màng chitosan - vanillin có màu vàng đậm Phổ FTIR cho thấy chitosan glycerol có tạo tương tác liên kết H, nhóm amine chitosan nhóm aldehyde vanillin có tạo phản ứng base Schiff chitosan tạo liên kết H với vanillin Khi tiến hành phân lập kiểm tra khả ức chế phát triển nấm mốc môi trường PDA, nghiên cứu cho thấy tất mẫu màng có khả kháng lại phát triển nấm mốc xoài Nhưng mẫu màng chitosan – vanillin với nồng độ vanillin 1% (w/v) cho khả kháng nấm Mucor racemosus Colletotrichum gloeosporioides tốt Bên cạnh đó, việc ứng dụng màng chitosan – vanillin với nồng độ vanillin 1% (w/v) bao gói xoài thu kết kháng nấm mốc tốt so với bao gói giấy in Những kết trình nghiên cứu cho thấy màng chitosan – vanillin sử dụng bao gói bảo quản trái i LỜI CẢM ƠN Với tình cảm chân thành, em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc với thầy PGS.TS Nguyễn Vinh Tiến tận tình hướng dẫn, định hướng, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn tới cô Nguyễn Thị Mỹ Lệ quý thầy cô Khoa Cơng nghệ Hố học Thực phẩm tận tình giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện cho em q trình hồn thành khố luận tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn đến quý thầy cô hội đồng chấm khóa luận tốt nghiệp dành chút thời gian quý báu để truyền đạt kiến thức, dạy tận tình đưa lời nhận xét giúp em hồn thiện với khóa luận Trong trình thực luận văn, em hệ thống lại kiến thức học, tìm hiểu tài liệu liên quan đến đề tài để vận dụng vào luận văn Tuy nhiên, kiến thức chun mơn giới hạn, khả lý luận cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận góp ý q thầy để hoàn thiện luận văn tốt nghiệp tốt Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình chỗ dựa vững mặt tinh thần bạn bè giúp đỡ em thời gian qua để em hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn! ii Xồi bao gói giấy in Xồi bao gói màng CV1,0 Ngày Ngày Ngày Ngày 10 Ngày 13 Hình 22 Kết kháng nấm mốc phát triển xoài xanh 41 Kết sau 13 ngày quan sát cho thấy việc bọc màng CV1,0 có khả làm chậm phát triển nấm mốc xoài xanh 3.6.2.2 Trên xoài chủ động cấy mầm nấm mốc Để kiểm soát tốt điều kiện thí nghiệm chúng tơi chủ động cấy nấm mốc lên vỏ xồi, sau bao gói màng CV1,0 giấy in, quan sát phát triển nấm mốc tương tự thí nghiệm 42 Xồi bao gói giấy in Xồi bao gói màng CV1,0 Ngày Ngày Ngày Ngày Hình 23 Kết khả kháng nấm màng CV xoài chủ động cấy mầm nấm Mucor racemosus Colletotrichum gloeosporioides 43 Qua ngày theo dõi, ta thấy từ ngày thứ xồi bọc mẫu giấy in vị trí chủ động cấy nấm mốc bị hư hỏng nhiều so với xồi bọc màng CV1,0; có tượng phát triển nấm mốc bề mặt xoài ngày thứ Ở hình 3.23 ta quan sát thấy màng CV1,0 có khả bảo vệ xoài kháng nấm Mucor racemosus Colletotrichum gloeosporioides phát triển Kết luận: Sau nhiều lần ứng dụng bao gói màng CV1,0 xoài ta thu kết mẫu màng CV với nồng độ vanillin 1% (w/v) có khả ức chế phát triển nấm mốc xoài tốt giúp tăng thêm thời gian bảo quản sử dụng xoài 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Sau trình nghiên cứu thu kết sau: - Màng CV nhẵn mịn giấy in ban đầu Nồng độ vanillin cao dẫn tới xuất tinh thể vanillin nhiều bề mặt màng CV - Độ bền kéo độ giãn dài màng CV giảm dần có thêm vanillin - Màu sắc màng chuyển từ trắng sang vàng nồng độ vanillin tăng dần - Phổ FTIR cho thấy chitosan glycerol có tạo tương tác liên kết H Giữa nhóm amine chitosan nhóm aldehyde vanillin có tạo phản ứng base Schiff chitosan tạo liên kết H với vanillin Từ giúp cấu trúc hóa học màng liên kết chặt chẽ - Độ ẩm độ hấp thụ nước thay đổi khơng đáng kể độ hịa tan mẫu màng CV nước tăng dần nồng độ vanillin tăng - Màng CV1,0 cho khả kháng nấm Mucor racemosus Colletotrichum gloeosporioides phân lập từ xồi ni cấy mơi trường PDA tốt - Mẫu màng CV1,0 có khả kháng nấm mốc phát triển xoài tốt so với bao gói giấy in Dựa vào tính chất màng CV sau nghiên cứu tất chất sử dụng màng an toàn với sức khỏe người phép sử dụng lĩnh vực thực phẩm nên thích hợp sử dụng làm bao bì, bảo quản thực phẩm Màng CV có khả kháng nấm mốc phát triển trái cây, giúp kéo dài thời gian bảo quản trái Bên cạnh kết khảo sát tính chất màng CV, để hồn thiện nghiên cứu chúng tơi có số kiến nghị sau: - Khảo sát thêm giải phóng vanillin trái theo thời gian - Xác định thêm cấu trúc bên màng phương pháp XRD 45 - Nghiên cứu phương pháp giảm nhăn màng q trình làm khơ màng - Khảo sát thêm thay đổi màu sắc, độ cứng trọng lượng trái trình bọc màng CV 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TAYLOR, M (ed.) "Handbook of natural antimicrobials for food safety and quality" Elsevier, 2014 [2] PIRAS, Anna Maria, et al "Preparation, physical–chemical and biological characterization of chitosan nanoparticles loaded with lysozyme International journal of biological macromolecules", 2014, 67: 124-131 [3] BAUTISTA-BAÑOS, Silvia; ROMANAZZI, Gianfranco; JIMÉNEZAPARICIO, Antoinio (ed.) "Chitosan in the preservation of agricultural commodities" Academic Press, 2016 [4] SEKHON, Bhupinder Singh "Nanotechnology in agri-food production: an overview Nanotechnology, science and applications", 2014, 7: 31 [5] COTA‐ARRIOLA, Octavio, et al Controlled release matrices and micro/nanoparticles of chitosan with antimicrobial potential: development of new strategies for microbial control in agriculture Journal of the Science of Food and Agriculture, 2013, 93.7: 152 [6] BARBOSA, M A., et al "Comprehensive biomaterials Chitosan", 1st edn Elsevier, Oxford, 2011, 221-237 [7] https://vdocuments.mx/ung-dung-khang-khuan-cua-chitosan.html?page=13 [8] TIAN, Feng, et al "Study of the depolymerization behavior of chitosan by hydrogen peroxide" Carbohydrate Polymers, 2004, 57.1: 31-37 [9] SHIH, Chao-Ming; SHIEH, Yeong-Tarng; TWU, Yawo-Kuo "Preparation and characterization of cellulose/chitosan blend films" Carbohydrate polymers, 2009, 78.1: 169-174 [10] KUMAR DUTTA, Pradeep; DUTTA, Joydeep; TRIPATHI, V S "Chitin and chitosan: Chemistry, properties and applications" Journal of scientific & industrial research, 2004, 63: 20-31 [11] https://tincay.com/chitosan-va-cac-ung-dung-cua-chitosan/ [12] https://gani.vn/vanillin/ [13] FITZGERALD, Daniel J., et al "Structure− function analysis of the vanillin molecule and its antifungal properties Journal of agricultural and food chemistry", 2005, 53.5: 1769-1775 [14] FERON, V J., et al "Aldehydes: occurrence, carcinogenic potential, mechanism of action and risk assessment" Mutation Research/Genetic Toxicology, 1991, 259.3-4: 363-385 47 [15] SANGSUWAN, Jurmkwan; RATTANAPANONE, Nithiya; RACHTANAPUN, Pornchai "Effect of chitosan/methyl cellulose films on microbial and quality characteristics of fresh-cut cantaloupe and pineapple" Postharvest Biology and Technology, 2008, 49.3: 403-410 [16] RAKCHOY, Suwarat, et al "Antimicrobial effects of vanillin coated solution for coating paperboard intended for packaging bakery products" Asian Journal of Food and Agro-Industry, 2009, 2.4: 138-147 [17] JAIMUN, Ratchadaporn, et al "Active wrapping paper against mango anthracnose fungi and its releasing profiles" Packaging Technology and Science, 2018, 31.6: 421-431 [18] JAIMUN, Ratchadaporn; SANGSUWAN, Jurmkwan Efficacy of chitosan‐ coated paper incorporated with vanillin and ethylene adsorbents on the control of anthracnose and the quality of Nam Dok Mai mango fruit Packaging Technology and Science, 2019, 32.8: 383-394 [19] : LI, Tingting, et al "Effect of the combination of vanillin and chitosan coating on the microbial diversity and shelf-life of refrigerated turbot (Scophthalmus maximus) filets" Frontiers in Microbiology, 2020, 11: 462 [20] NOURI, Afsaneh, et al "Enhanced Antibacterial effect of chitosan film using Montmorillonite/CuO nanocomposite" International Journal of Biological Macromolecules, 2018, 109: 1219-1231 [21] ZHENG, Xiaolin, et al "Effects of exogenous oxalic acid on ripening and decay incidence in mango fruit during storage at room temperature" Postharvest biology and technology, 2007, 45.2: 281-284 [22] ZENG, Kaifang; CAO, Jiankang; JIANG, Weibo "Enhancing disease resistance in harvested mango (Mangifera indica L cv.‘Matisu’) fruit by salicylic acid Journal of the Science of Food and Agriculture", 2006, 86.5: 694-698 [23] Ghosh, A and M.A Ali, "Studies on physicochemical characteristics of chitosan derivatives with dicarboxylic acids" Journal of Materials Science, 2012 47(3): p 1196-1204 [24] Coupland, J.N., et al., "Modeling the effect of glycerol on the moisture sorption behavior of whey protein edible films" Journal of food engineering, 2000 43(1): p 25-30 [25] Roy, S., et al., "Tannic-acid-cross-linked and TiO2-nanoparticle-reinforced chitosan-based nanocomposite film" Polymers, 2021 13(2): p 228 [26] HONARVAR, Zohreh, et al "Application of cold plasma to develop carboxymethyl cellulose-coated polypropylene films containing essential oil" Carbohydrate polymers, 2017, 176: 1-10 48 [27] KASAI, D., et al "Preparation and characterization of binary blend films containing chitosan and vanillin" American Journal of Advanced Drug Delivery, 2015, 3.2: 181-195 [28] KAMLE, Madhu, et al "Identification and phylogenetic correlation among Colletotrichum gloeosporioides pathogen of anthracnose for mango" Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2013, 2.3: 285-287 49 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết định danh nấm mốc phát triển xoài 50 Phụ lục 2: Khối lượng mẫu màng sau làm khơ tự nhiên nhiệt độ phịng (W0), sau sấy 24 (W1), sau ngâm nước 24 (W2) tiếp tục sấy khô 24 (W3) Mẫu giấy W0 W1 W2 W3 CV0 CV0,5 CV0,75 CV1,0 CV1,5 CV2,0 0,1055 0,1432 0,1484 0,1437 0,1584 0,1689 0,1630 0,1039 0,1501 0,1540 0,1513 0,1628 0,1608 0,1646 0,1023 0,1405 0,1606 0,1489 0,1578 0,1575 0,1632 0,0989 0,1231 0,1293 0,1284 0,1363 0,1437 0,1484 0,1002 0,1275 0,1323 0,1331 0,1416 0,1452 0,1471 0,0983 0,1226 0,1370 0,1306 0,1357 0,1434 0,1402 0,2144 0,2309 0,2489 0,2443 0,2585 0,2590 0,2796 0,2156 0,2412 0,2571 0,2499 0,2836 0,2680 0,2743 0,2138 0,2378 0,2631 0,2589 0,2580 0,2650 0,2644 0,0969 0,1042 0,1094 0,1056 0,1102 0,1127 0,1135 0,0970 0,1078 0,1092 0,1103 0,1145 0,1137 0,1131 0,0955 0,1064 0,1119 0,1074 0,1090 0,1130 0,1074 51 Phụ lục 3: Số liệu đo tính mẫu Mẫu Mẫu giấy CV0 CV0,5 Force Peak Stress Break Strain Peak Strain Break Stress Yield Energy to Break Youngs Modulus Thickness Elong Break Width ̣(N/m) (N/mm2) (%) (%) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (mm) (mm) (mm) 1660 11 12,83 16,55 0,071 567,002 0,1 3,282 20 1700 11,542 12,428 16,95 0,072 530,56 0,1 3,142 20 1705 11,543 12,245 17 0,074 588,179 0,1 3,09 20 1580 0,85 10,832 12,484 15,7 0,066 487,721 0,1 3,166 20 1695 11,41 12,13 16,9 0,072 579,905 0,1 3,066 20 1490 0,875 11,677 13,66 12,375 0,065 268,236 0,12 3,458 20 1500 1,154 10,939 12,777 11,5 0,061 226,789 0,13 3,219 20 1500 3,5 12,721 17,612 12,458 0,095 317,181 0,12 4,437 20 1370 1,962 10,484 13,141 10,5 0,061 267,645 0,13 3,304 20 1385 5,769 11,467 14,874 10,615 0,074 271,271 0,13 3,754 20 1375 1,292 11,321 12,65 11,417 0,058 237,651 0,12 3,18 20 1460 0,923 14,485 15,651 11,192 0,075 163,72 0,13 3,92 20 1280 385 9,716 12,938 9,808 0,048 224,882 0,13 3,257 20 1400 0,458 13,347 14,529 11,625 0,064 168,383 0,12 3,637 20 1340 0,821 14,97 15,958 9,536 0,071 151,425 0,14 4,021 20 52 Mẫu CV0,75 CV1,0 CV1,5 Force Peak Stress Break Strain Peak Strain Break Stress Yield Energy to Break Youngs Modulus Thickness Elong Break Width ̣(N/m) (N/mm2) (%) (%) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (mm) (mm) (mm) 1460 0,462 11,301 12,344 11,192 0,059 221,038 0,13 3,099 20 1360 10,479 12,43 11,292 0,049 199,002 0,12 3,128 20 1130 7,881 10,484 8,654 0,04 224,503 0,13 2,638 20 1230 6,057 7,289 9,423 0,03 291,179 0,13 1,841 20 1045 2,885 6,001 7,236 0,025 205,154 0,13 1,839 20 505 3,592 4,873 3,125 0,008 124,811 0,16 1,233 20 690 0,719 4,044 5,881 4,281 0,012 116,357 0,16 1,495 20 625 1,7 2,613 5,111 4,133 0,011 166,831 0,15 1,302 20 760 3,29 6,401 4,719 0,01 165,584 0,16 1,62 20 855 4,273 5,626 6,071 0,014 178,049 0,14 1,435 20 825 1,923 5,813 6,754 5,615 0,021 275,757 0,13 1,716 20 720 1,714 5,453 6,851 3,607 0,019 277,384 0,14 1,735 20 795 1,179 3,865 5,057 5,643 0,014 260,404 0,14 1,282 20 710 1,107 6,516 8,181 5,036 0,022 249,836 0,14 2,069 20 810 6,209 7,172 6,192 0,021 208,538 0,13 1,816 20 53 Mẫu CV2,0 Force Peak Stress Break Strain Peak Strain Break Stress Yield Energy to Break Youngs Modulus Thickness Elong Break Width ̣(N/m) (N/mm2) (%) (%) (N/mm2) (N/mm2) (N/mm2) (mm) (mm) (mm) 975 3,5 6,361 8,196 6,607 0,028 198,901 0,14 2,063 20 735 1,767 6,439 7,933 4,867 0,021 172,58 0,15 2,002 20 860 6,932 8,154 4,267 0,026 233,321 0,15 2,068 20 635 1,833 3,988 6,612 2,5 0,016 145,734 0,18 1,681 20 610 7,042 10,84 3,025 0,017 53,311 0,2 2,778 20 54 S K L 0