Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM HUỲNH THỊ NGÂN TÂM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA CHITOSAN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP... BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HUỲNH THỊ NGÂN TÂM

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA CHITOSAN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

HUỲNH THỊ NGÂN TÂM

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA CHITOSAN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Họ, tên SV: Huỳnh Thị Ngân Tâm Lớp: 50CB

Ngành: Công nghệ chế biến thủy sản Mã ngành: 102

Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA CHITOSAN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP ”

NHẬN XÉT:

KẾT LUẬN:

Nha Trang, ngày tháng năm 2012

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Lời cảm ơn

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô Vũ Lệ Quyên, cô Nguyễn Thị Thanh Hải,

đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này

Qua đây cho em gửi lời cảm ơn chân thành đến:

- Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang

- Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm

- Các thầy cô trong khoa Công nghệ Thực phẩm

- Các cán bộ quản lý phòng thí nghiệm, các anh chị trong phòng thí nghiệm cùng các bạn sinh viên

Đã quan tâm, đóng góp ý kiến, tận tình giúp đỡ em hoàn thành được đồ án này

Mục lục

Trang

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT i

DANH MỤC CÁC BẢNG ii

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ iii

MỞ ĐẦU iv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1.Tổng quan về chitin-chitosan, chitosan phân tử lượng thấp 1

1.1.1 Chitin-chitosan 1

1.1.2 Chitosan phân tử lượng thấp 6

1.1.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitosan và chitosan oligosaccharide 7

1.1.4 ứng dụng của chitosan và chitosan oligosaccharide 8

1) ứng dụng của chitosan 8

2) ứng dụng của chitosan oligosaccharide 16

1.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của một số vi sinh vật 16

1.2.1 E.Coli 16

1 2.2 Staphylococcus aureus 17

1.2.3 Salmonella 18

1.2 4 Listeria 19

1.6.Cơ chế kháng khuẩn của chitosan 20

• Đặc tính kháng khuẩn của chitosan 20

• Cơ chế kháng khuẩn của chitosan 20

1.7 Một số nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp 21

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.1 Vật liệu nghiên cứu 24

2.2 Máy móc thiết bị cần sử dụng 25

2.3 Phương pháp nghiên cứu 26

2.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 29

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn gram (-) 30

3.1.1 E.Coli 30

3.1.2 Salmonella 35

3.2 Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn gram (+) 39

3.2.1 S.aureus 39

3.2.2 Listeria 43

3.3So sánh khả năng kháng vi khuẩn Gram(-) và Gram(+) của chitosan 47

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 50

I.Kết luận 50

II.Đề xuất ý kiến 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC

BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

2 E.Coli Escherichia coli

3 S.aureus Staphylococcus aureus

4 Salmonella Salmonella typhi

5 Listeria Listeria monocytogenes

DANH MỤC CÁC BẢNG

1 Bảng 1: Hàm lượng chitin của một số loại phế liệu thủy sản 8

2 Bảng 2: Kết quả kháng E.Coli của chitosan và chitosan phân tử lượng

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

15 Hình 15: Biểu đồ kết quả kháng Listeria của C (a), C1 (b) theo thời gian 53

16 Hình 16: Biểu đồ so sánh khả năng kháng khuẩn của C (a), C1 (b) ở 120

phút trên bốn chủng VSV nghiên cứu

54

LỜI MỞ ĐẦU

Việt Nam là một quốc gia ven biển Đông Nam Á, có 3260 km bờ biển từ Móng Cái đến Hà Tiên và là vùng biển nhiệt đới nên Việt Nam có một tiềm năng phong phú về nguồn lợi thủy sản [1]

Là một trong những ngành kinh tế trọng tâm của nền kinh tế quốc dân, ngành thủy sản đã góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế Cùng với nhịp độ phát triển của nền kinh tế trong và ngoài nước, ngành thủy sản trong những năm gần đây đã đạt được những thành tựu đáng kể về nuôi trồng, chế biến thủy sản cũng như xuất nhập khẩu Nhưng đi cùng với sự phát triển của ngành, vấn đề phế liệu trong chế biến thủy sản là một điểm hạn chế do lượng phế liệu thải ra từ công nghiệp chế biến thủy sản hàng năm là rất lớn Nếu không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Vì vậy những yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh mà chủ yếu là vỏ tôm, cua, ghẹ đang ngày càng trở nên cấp bách Đây là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất chitin -chitosan và chitosan phân tử lượng thấp Do vậy việc nghiên cứu và phát triển sản xuất chitin-chitosan và chitosan phân tử lượng thấp là rất quan trọng để nâng cao giá trị sử dụng phế liệu này và làm sạch môi trường

Chitosan là một polysaccharide có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua, ghẹ Đặc tính của chitosan là không tan trong nước, có thể hòa tan trong acide nhẹ và có khả năng kháng khuẩn cao Hiện chitosan đang được các nhà công nghệ chế biến nghiên cứu sử dụng trong nhiều lĩnh vực công nghệ Trong công nghệ sau thu hoạch, chitosan được sử dụng làm màng bao bên ngoài của các các loại trái cây như xoài, chôm chôm,… để hạn chế sự thoát hơi nước và kháng khuẩn Vì thế khi nhúng chitosan bên ngoài trái cây sẽ tạo cho trái cây có cảm quan đẹp bóng, giúp kéo dài thời gian bảo quản trái cây Trong lĩnh vực chế biến thủy sản, chitosan được dùng để xử lý thịt, cá, tôm nhằm hạn chế sự hao hụt khối lượng trong quá trình cấp đông cũng như hạn chế sự phát triển của VSV gây hư hỏng sản phẩm, không những thế thủy sản sẽ có chất lượng cảm quan tốt hơn

Từ chitosan, Thái Viết Chiêu đã nghiên cứu thủy phân chitosan thành chitosan phân tử lượng thấp với mục đích nâng cao khả năng kháng khuẩn và tăng khả năng hòa

Hiện nay các hóa chất bảo quản thực phẩm như hàn the, Urea bị cấm sử dụng trong lĩnh vực xuất khẩu thủy sản, thì đây là một con đường mới để chúng ta nghiên cứu

và áp dụng trong thực tế sản xuất Tuy vậy, hiện nay các công trình nghiên cứu ứng dụng chitosan và chitosan phân tử lượng thấp trong các lĩnh vực của đời sống còn rất ít Chính

vì vậy, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử

lượng thấp” với mục tiêu đánh giá khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp để ức chế một số VSV gây bệnh

Trong thời gian thực hiện đề tài, mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng bên cạnh việc đạt được một số kết quả thì đề tài của em vẫn còn có rất nhiều thiếu sót Kính mong sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Nha Trang, ngày 10/07/2012 Sinh viên thực hiện Huỳnh Thị Ngân Tâm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về chitin-chitosan, chitosan phân tử lượng thấp và ứng dụng

- Phân tử lượng trung bình của chitin = (203,09)n [2]

Chitin-chitosan là polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g/năm/m2 bề mặt trái đất Đây là một loại phân tử đã tồn tại trên trái đất từ rất lâu với hóa thạch thuộc kỷ Oligocene cách đây 24,7 triệu năm ( Stankiewicz

et al.1997 ) Lịch sử của chitin bắt đầu bằng sự phát hiện của một giáo sư người Pháp, Henri Braconnot năm 1811 đăng trên tạp chí khoa học Ann Chim Phys ( Paris ) với tựa

đề “Sur la nature des champignons ” ( Tạm dịch: Các nghiên cứu về bản chất của các loài nấm ); trong đó, ông mô tả một loại vật liệu không hòa tan trong kiềm từ các loại nấm bậc cao mà ông đặt tên là “fungine” Hai mươi năm sau, Odier tách chiết được một phân đoạn tương tự từ vỏ côn trùng mà ông đặt tên là Chitin theo gốc từ Hy Lạp có nghĩa là vỏ bọc Sinh tổng hợp của chitin trong sinh quyển rất lớn từ các loài động thực vật khác nhau Chỉ tính riêng cho các loài giáp xác trong thủy quyển, ước tính khối lượng chitin sinh tổng hợp mỗi năm khoảng 2,3x109 tấn ( Jeuniaux et al.,1993 ).[3]

Chitin ít khi ở dạng tự do mà luôn liên kết với protein dưới dạng phức hợp, cacbonat canxi và nhiều hợp chất hữu cơ khác, gây khó khăn cho việc tách chiết Chitin

là một polysaccharide được cấu tạo bởi các monosaccharide liên kết với nhau bằng cầu nối 1,4 - glucozide Chitin có cấu trúc hóa học giống cellulose và có thể xem là một dẫn xuất của cellulose với nhóm acetamido ở cacbon số 2 Chitin đóng vai trò là thành phần

tạo nên độ cứng chắc của vỏ giáp xác Hàm lượng chitin biến đổi theo từng loại nguyên

liệu, trong đó phế liệu mực ( nang mực ống ) có hàm lượng chitin cao nhất, tiếp theo là tôm sú và tôm thẻ.[3]

(Penaeus monodon)

Phế liệu mực Nguồn

Cua xanh (Callinectes)

Ghẹ chấm (Portunus trituberculatus)

• Chitosan

Hình 1: Chitosan dạng vảy

Công thức phân tử của chitosan [C6H11O4N]n

Phân tử lượng trung bình của chitosan = (161,07)n

Chitosan là một dẫn xuất của chitin được hình thành khi tách nhóm acetyl (quá trình deacetyl hóa chitin) khỏi chitin nên chitosan chứa rất nhiều nhóm amino Chitosan được phát hiện lần đầu tiên bởi Rouget vào năm 1859 Công thức cấu tạo của chitosan gần giống như chitin và cellulose, chỉ khác là chitosan chứa nhóm amin ở cacbon thứ

2.[2],[3]

Sự khác nhau về công thức cấu tạo giữa chitin, chitosan được thể hiện ở hình sau:

Hình 2: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan

• Một số tính chất của chitosan

- Chitosan ở dạng bột có màu trắng ngà, còn ở dạng vẩy có màu trắng hay hơi

vàng

- Chitosan không hòa tan trong nước, kiềm, cồn

- Chitosan tan tốt trong các acid hữu cơ thông thường như: acid formic, acide acetic, acide propionic, acid citric, acide lactic…Khi hòa tan chitosan trong môi trường acid loãng tạo thành keo dương, nhớt và trong suốt Đây là một điểm rất đặc biệt của chitosan vì đa số các keo polysaccharide tự nhiên tích điện âm Chitosan tích điện dương

sẽ có khả năng bám dính bề mặt các ion tích điện âm, có khả năng tạo phức với các ion

kim loại và tương tác tốt với các polymer tích điện âm… , nhờ đó mà keo chitosan không

bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như Pb, Hg,…

- Chitosan kết hợp với aldehyde trong điiều kiện thích hợp, hình thành gel, đây là

cơ sở để bẫy tế bào, enzyme

- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với iod trong môi trường H2SO4 cho phản ứng màu tím, phản ứng này có thể dùng để phân tích định tính chitosan.[3],[4]

1.1.2 Chitosan phân tử lượng thấp

Hình 3: Chitosan phân tử lượng thấp

Chitosan phân tử lượng thấp thu được bằng quá trình thủy phân chitosan trạng thái

rắn bằng hydroperoxit Tùy theo từng điều kiện, chế độ thủy phân mà các chitosan phân

tử lượng thấp này có khối lượng phân tử khác nhau (số n khác nhau)

Tốc độ hấp thụ của chitosan oligosaccharide trong cơ thể con người là gần 100%

và hoạt động sinh học, chức năng của nó gấp hàng chục lần của chitosan

Chitosan olygosaccaride có thể được sử dụng như một tác nhân trị đái tháo đường

vì nó làm tăng dung nạp glucose, bài tiết insulin và giảm chất béo trung tính

Chitosan oligosaccharide liên kết với chất béo dư thừa và ức chế sự hấp thụ chất béo, hỗ trợ khả năng miễn dịch, giảm lượng đường trong máu, kiểm soát huyết áp, ngăn chặn táo bón, xóa Pb và các kim loại nặng ra khỏi cơ thể và tăng cường sự hấp thụ canxi, ngăn ngừa bệnh tim và giảm nồng độ acid uric máu

1.1.3 Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitosan oligosaccharide

Việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc, tính hất lý hóa, ứng dụng của chitosan

đã được công bố từ những năm 30 của thế kỷ XX Những nước đã thành công trong lĩnh vực nghiên cứu sản xuất chitosan là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp [5], [6], [7]

Nhật Bản là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất 20 tấn/năm (1973), đến nay là 700 tấn/năm Mỹ sản xuất trên 300 tấn/năm Theo Know thì năm 1991 thị trường có nhiều triển vọng của chitin-chitosan là Nhật Bản, Mỹ, Anh, Đức Nhật được coi là nước dẫn đầu về công nghệ sản xuất và buôn bán chitin-chitosan Người ta ước tính sản lượng chitosan sẽ đạt tới 118000 tấn/năm; trong đó Nhật, Mỹ là nước sản xuất chính [5], [6]

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và sản xuất chitin - chitosan và ứng dụng của chúng trong sản xuất phục vụ đời sống là tương đối mới mẻ Vào những năm 1978 - 1980, trường Đại học Thủy Sản Nha Trang đã công bố quy trình sản xuất chitosan của tác giả

Đỗ Minh Phụng đã mở đầu bước ngoặt quan trọng trong việc nghiên cứu, tuy nhiên chưa

có ứng dụng nào trong thực tế sản xuất [4], [6], [8]

Hiện nay nhiều cơ sở khoa học đang nghiên cứu sản xuất chitosan như: Trường Đại học Nha Trang, Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, Trung tâm nghiên cứu polymer - Viện Khoa Học Việt Nam, Viện Hóa thuộc Viện Khoa Học Việt Nam tại Thành Phố Hồ Chí Minh, Trung tâm Công nghệ và sinh học Thủy sản- Viện nghiên cứu môi trường thủy sản 2,…Trong đó, các kết quả công bố gần đây của các nhà khoa học thuộc trường Đại học Nha Trang đã đi sâu nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất ở bước cao hơn theo hướng giảm thiểu sử dụng hóa chất trong xử lý, ứng dụng công nghệ enzyme

Đáng kể nhất là các công trình của Trần Thị Luyến và các cộng sự đã sử dụng enzyme papain, chitinase và vi khuẩn lactic trong công nghệ sản xuất chitosan Những kết quả này đã góp phần đáp ứng yêu cầu cấp bách xử lý phế liệu thủy sản, giảm thiểu nguồn ô nhiễm môi trường ở nước ta và trước những yêu cầu khắt khe về chất lượng chitin-chitosan trên thị trường hiện nay

Như vậy, với tính ưu việt của chitosan như khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, chống mất nước trong quá trình bảo quản, dễ rửa trôi trước khi đưa thực phẩm vào chế

biến, dễ tiêu hủy, đặc biệt dễ hòa hợp và không gây độc đối với người sử dụng, chitosan ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm Với những tính chất của nó,

có thể chitosan còn rất nhiều những ứng dụng tiềm ẩn mà các nhà khoa học đang nghiên cứu, khám phá

Năm 1996, nhóm tác giả Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điền, Trịnh Đức Hưng, Đặng Lan Hương thuộc Viện hóa học các hợp chất hữu cơ, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã nghiên cứu điều chế chế phẩm bảo quản thực phẩm BQ - 1 từ hỗn hợp dung dịch 1,5% chitosan (trong dung dich acid acetic loãng) và 0,5% hỗn hợp các chất tự nhiên có tác dụng chống oxy hóa và thối rữa thực phẩm, đồng thời đã thử nghiệm khả năng bảo quản trứng gà tươi ở nhiệt độ thường Theo nhóm tác giả này, sau 12 ngày trứng gà đã qua xử lý BQ-1 vẫn giữ nguyên phẩm chất của trứng gà: lòng đỏ tươi đều, còn nguyên vẹn, mùi tươi trong khi mẫu đối chứng đã vữa hoàn toàn [5], [6]

Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện Hóa học các hợp chất

tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã diều chế được chế phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản quả tươi (cà chua, nho, vải, chuối,…) rất tốt Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một số nấm men, vi sinh vật Gram (-) trên các loại hoa quả Từ kết quả nhận được, Châu Văn Minh tiếp tục thử nghiệm khả năng bảo quản thực phẩm tươi sống của BQ-1 (thịt bò, thịt lợn, trứng gà tươi) Nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối của chế phẩm BQ-1 đã kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm trong một thời gian nhất định [6]

1.1.4 Ứng dụng của chitosan và chitosan olygosaccharide

1) Ứng dụng của chitosan

• Trong nông nghiệp

- Chitosan được sử dụng để bọc nang các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự

tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ

sâu, tăng cường khả năng nảy mầm của hạt

- Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và các nguyên tố vi lượng lên một số chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của lúa mạ ở nhiệt độ thấp thì kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan

vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng ni tơ tổng số, đồng thời hàm lượng

các enzyme như amylase, catalase, peroxidase cũng tăng lên

- Năm 1987, Bentech đã được cấp bằng sáng chế nhờ phương pháp bao hạt giống bằng chitosan Kết quả cho thấy, trong vùng đất mà thường bị nấm tấn công vào rễ, thu hoạch mùa màng được nâng cao đến 20% nếu các hạt giống thu được bao bằng chitosan Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam đã phối hợp với Trung Tâm Công Nghệ Sinh Học Thủy Sản cùng tham gia vào nghiên cứu tác dụng thực tiễn của chế phẩm chitosan, đối với một số loại hạt dễ mất sức nảy mầm và góp phần vào thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng ở ngoài đồng Qua nghiên cứu người ta thấy rằng xử lý chitosan nồng độ 2% có khả năng kéo dài thời gian sống và duy trì sức nảy mầm cao của hạt giống cà chua và hạt giống đậu cô ve sau thời gian bảo quản 9 – 12 tháng trong điều kiện môi trường bình thường.[4], [9]

• Trong công nghiệp thực phẩm

- Chitosan được sử dụng để bảo quản thực phẩm, trái cây do dịch keo chitosan

(keo dương) có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một số nấm men, vi sinh vật

Gram (-) trên các loại hoa quả

- Chitosan được sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm

- Chitosan được sử dụng như một polymercationit trong sản xuất agarose chất lượng cao từ agar có chất lượng kém

- Chitosan có tính tẩy màu mà không hấp thụ mùi và các chất khác nên nó được ứng dụng vào việc khử màu đồ uống

- Do chitosan có tính diệt khuẩn, do đó nó được tạo thành màng mỏng để bao gói

thực phẩm chống ẩm mốc, chống mất nước

- Màng mỏng chitosan dùng trong thực phẩm: Chitosan không hòa tan trong

nước, kiềm, alcol và cetol nhưng tan trong dung dịch axit loãng, chitosan tạo trạng thái keo Dung dịch keo này khi bao phủ trên mặt sản phẩm sẽ tạo thành một lớp màng bảo vệ

bán thấm Các phương pháp dùng chitosan bảo quản quả tươi dựa trên tính chất này, lớp màng bảo vệ này có thể hạn chế sự bay hơi nước của rau quả, giảm bớt cường độ hô hấp Phương pháp sử dụng màng Chitosan đã cho kết quả tốt ở Anh, Úc khi bảo quản táo và một số rau quả ôn đới khác trong thời gian từ 5 – 6 tháng

Phòng Polymer Dược Phẩm -Viện Hóa Học- Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên Và Công Nghệ Quốc Gia đã nghiên cứu công nghệ bảo quản rau quả Chế phẩm dùng để bảo quản rau quả là PDP, nó là một dung dịch trên cơ sở Chitosan, PDP không độc, có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng tạo màng, ức chế sự phát triển các loại vi khuẩn và nhiều loại nấm Bảo quản quả tươi bằng PDP: Quả tươi đã lựa chọn sau đó nhúng vào dung dịch khử trùng 1%, sau đó vớt ra để ráo và tiếp tục nhúng vào dung dịch PDP trong 1 phút, vớt ra để ráo cho khô màng polymer tạo thành

Kết quả này cho thấy khi dùng PDP sẽ kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi, hạn chế quá trình hô hấp, làm chín quả chậm, ít nhăn héo, lâu bị mất màu và hương vị, ngăn cản vi khuẩn và nấm xâm nhập, giảm tốc độ mất nước Lọc trong nước ép quả tươi bằng PDP: Quả chín đem xay ép lấy nước sau đó lọc thô để loại bỏ bã quả, đem xử lý nước quả lọc bằng PDP, lọc tủa đã kết tủa khỏi nước quả

Kết quả cho thấy khi dùng PDP sẽ làm tăng khả năng kết tụ của thịt quả và những chất vô định hình khác làm cho việc lọc tủa dễ dàng hơn Sau khi xử lý thu được nước quả trong, giữ nguyên màu và mùi vị của các quả dùng, thời gian bảo quản lâu hơn.[4], [9]

- Trường Đại học Delaware đã chế tạo thành công chỉ khâu phẫu thuật tự tiêu từ chitin, nhờ phát hiện ra một dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan chitin ở nhiệt độ

thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer

- Dùng làm màng mỏng polymer sinh học: Hiện nay trên thế giới ngày càng sử dụng hợp chất cao phân tử vào mục đích chữa bệnh Đã có rất nhiều thuốc chữa vết thương, vết bỏng nông diện hẹp, nhưng đối với vết thương, vết bỏng sâu, rộng thì việc che phủ và điều trị vẫn còn khó khăn Phòng Polymer Dược Phẩm – Viện Hóa Học

đã nghiên cứu màng polymer sinh học để chữa liền vết thương, vết bỏng và dùng trong phẫu thuật phá da Màng polymer được nghiên cứu trên fibrolasts và tế bào lòng mạch,

đó là 2 yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình liền vết thương, đặc biệt ở giai đoạn sớm

Kết quả bước đầu cho thấy màng polymer sinh học thu được có những tính năng cần thiết để điều trị vết thương Màng trong suốt có độ mềm, dẻo và đàn hồi Màng có tác dụng tốt trên tế bào, không gây độc cho tế bào biểu mô, có tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn làm vết thương mau lành Qua nghiên cứu người ta thấy rằng sử dụng màng polymer sinh học đã hạn chế đáng kể số lần thay băng, tiết kiệm thuốc, nhanh khỏi bệnh

và giảm sự đau đớn của bệnh nhân

- Dùng làm thấu kính tiếp xúc: Ở Mỹ, Revlon Bave Hing đã được cấp bằng sáng chế của Đại học Wasington là sản xuất ra thị trường một thấu kính tiếp xúc không có tính chất quang học từ dẫn xuất của Chitin Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng nó có thể giúp cho việc làm sẹo hóa các giác mạc bị tổn thương

- Dùng làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày – tá tràng: Khoa Dược – Trường Đại học Y Dược Tp.HCM đã nghiên cứu từ chitin – chitosan điều chế ra các loại gel: Gel chitosan, gel chitosan+ Al(OH)3, gel chitin

Gel chitosan: Hòa tan Chitosan trong dung dịch HCl 15% sau đó thêm dung dịch NaOH để cho pH = 8 – 8.5, rửa với nước và sấy khô

Gel chitosan + Al(OH)3: Hòa tan Chitosan trong dung dịch HCl 15% sau đó thêm dung dịch NaAlO2 (8.6 g/l) để có gel Chitosan + Al(OH)3 rửa với nước và sấy khô

Gel chitin: Do chitin có tính chất khó điều chế trực tiếp tạo gel, nên phải áp dụng phương pháp từ gel chitosan tạo gel chitin bằng cách cho gel chitosan tác dụng với anhydrit acetic

Qua nghiên cứu, tác dụng đối với điều trị viêm loét dạ dày – tá tràng của ba loại gel trên cho thấy: Gel chitosan + Al(OH)3 cho tác dụng tốt nhất, nó có tác dụng bảo vệ tế bào và chống loét Tuy nhiên, đối với gel chitosan có tác dụng tốt và gel chitosan hoàn toàn là hợp chất thiên nhiên vì không chứa Al(OH)3 nên sẽ tránh nguy cơ tác dụng phụ bởi Al(OH)3, còn đối với gel chitin thì ít có tác dụng hơn

- Dùng bào chế dược phẩm: Trong công nghệ bào chế dược phẩm, chitosan có thể làm các chất phụ gia như là làm tá dược độn, tá dược dính, chất tạo màng, viên nang, chất mang sinh học dẫn thuốc… do một số đặc tính ưu việt của nó Viện Hóa Học và Xí Nghiệp Dược Phẩm TW2 đã tiến hành nghiên cứu thăm dò ứng dụng Chitosan làm tá dược dính trong một số công thức thuốc viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng Qua nghiên cứu trên viên Vitamin Chitin cho thấy khi xát hạt ướt bằng Chitosan có kết quả tốt Chitosan có khả năng tạo màng phim, nó thích hợp để bao các viên có thành phần trung tính và acid nhẹ Với các loại viên hơi kiềm, Chitosan làm giảm tốc độ hòa tan của dược chất, Chitosan dễ tạo tủa với phần lớn các chất màu tổng hợp, Chitosan có khả năng tạo màng mềm

- Đặc tính miễn dịch, chống khối u: Chitin – Chitosan và các olygomere của nó có đặc tính miễn dịch Hiện nay chưa có một chỉ dẫn nào nói về tính chất kháng nguyên của Chitin ở trong cơ thể mà nó có mặt Qua nghiên cứu ở các động vật, Chitin – Chitosan có tác dụng kích thích tế bào, có nhiệm vụ miễn dịch đối với các tế bào khối u và các tác nhân gây bệnh Sự bảo vệ có hiệu quả của các hợp chất này đã được quan sát thấy ở

chuột được tiêm Staphylococus aureus Những nghiên cứu giờ đây hướng vào các

olygomere của glucosamine và N- axetyl glucosamine mà nó cũng có tính chất của polymer tương ứng nhưng nó có ưu điểm là tan trong nước và rất dễ hấp thụ

- Đặc tính làm giảm cholesterol: Năm 1980, Sugano và cộng sự đã chứng minh đặc tính làm giảm cholestorol của Chitosan trên chuột bạch và nó không gây tác dụng

và olygomereChitin để sản xuất một số chế phẩm hạ cholesterol trong máu, có thể dùng riêng biệt hoặc kết hợp một số chất khác dưới dạng chế phẩm như thuốc, thực phẩm, nước giải khát… Mức cholesterol giảm tới 20 – 30 % sau khi dùng 20 ngày, không gây độc hại cho cơ thể, mức độ ảnh hưởng chỉ tác động khi vượt quá 18g/ngày/1kg thể trọng.[4], [9]

• Trong sinh học

Chitosan được sử dụng khá rộng rãi làm vật liệu cố định enzyme và tế bào thông qua cầu nối glutaraldehyt hoặc được nhốt trong gel Tuy nhiên vật liệu Chitosan còn biểu hiện nhiều nhược điểm về tính chất cơ lý, độ bền hóa học và hoạt tính enzyme còn thấp

Để khắc phục nhược điểm này nhiều công trình nghiên cứu đã cho phép sử dụng xạ styrene, metyl, metacaylat, acrylonitrit lên chitosan, tạo ra những vật liệu compolyme có

độ bền cơ lý và hóa học cao

Khoa Sinh Học Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM và Phòng Công Nghệ Bức Xạ - Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt đã nghiên cứu phép bức xạ compolyme của HEMA (Hydroxyl Ethyl Methacrylat) với Chitosan để cố định enzyme trypsin

Phương pháp ghép compolymer được trình bày như sau: Dung dịch Chitosan 1.5% được chuẩn bị bằng cách hòa tan trong dung dịch axit acetic 1%, monome HEMA được khuếch tán đều trong dung dịch Chitosan, sau đó được chiếu xạ trong nguồn gama

Co 60 ở 30oC, compolymer được hình thành sau chiếu xạ được chiết homopolymer không ghép, sau đó sấy chân không đến trọng lượng không đổi, enzyme trypsin được cố định trong gel

Dung dịch khâu mạch chitosan 2% Sodium tripolyphotphate Sau khi khâu mạch

và tạo hạt trong dung dịch 2% Sodium tripolyphotphate (pH=8) trong 1 giờ, các hạt enzyme cố định được lấy ra ngâm trong dung dịch đệm photphate (pH=8) trong 6 giờ, cuối cùng các hạt gel cố định được lấy ra và phơi khô ở 30oC, bảo quản ở 40C Kết quả cho thấy gel chitosan PHEMA được chế tạo trong điều kiện 10-15 % HEMA + 1,5% chitosan với liều lượng chiếu xạ kg, bề mặt hạt gel Chitosan – PHEMA không xuất hiện

các vết nứt, cấu trúc bề mặt đồng nhất ổn định Hoạt tính enzyme trypsin cố định trong Chitosan PHEMA cho hoạt tính cao và ổn định

Qua nghiên cứu người ta còn thấy vật liệu compolyme Chitosan thích hợp cho cố định hoocmon, thuốc để ứng dụng trong y học vì nó có đặc tính sinh học của Chitosan và PHEMA [9]

• Trong các ngành công nghiệp khác

- Trong công nghiệp giấy: Do cấu trúc tương tự như cellulose nên chitosan được nghiên cứu bổ sung vào nguyên liệu sản xuất giấy Chitosan làm tăng độ bền dai của giấy, qua nghiên cứu người ta thấy nếu bổ sung 1% chitosan thì độ bền của giấy tăng lên khi bị ướt, hay tăng độ nét khi in [4], [9]

- Trong công nghiệp dệt: Có thể thay hồ tinh bột bằng chitosan để hồ vải, nó có tác dụng làm tơ sợi bền, mịn, bóng đẹp, cố định hình in trên vải rõ nét, chịu được acid và kiềm nhẹ Chitosan có thể kết hợp với một số thành phần khác để sản xuất vải chịu nhiệt, vải chống thấm, vải colle

Làm vải chịu nước không bắt lửa: Hòa tan Chitosan trong axit acetic loãng cùng với axetat nhôm và axit stearic thu được hỗn hợp, hỗn hợp này được đem sơn lên vải, khi khô tạo màng mỏng chắc bền, chịu nước và không bắt lửa, vải này được sử dụng để sản xuất đồ bảo hộ lao động

Xuất phát từ tính chất lý hóa của Chitosan, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo của trường Đại học Nha Trang đã nghiên cứu sản xuất vải colle bằng cách phối trộn dịch keo Chitosan 6% với chất phụ gia tạo thành dịch hồ, sau đó đem dịch hồ này đi hồ vải, cán, giặt sạch, làm khô được vải colle Vải này được dùng trong may mặc, kết quả cho thấy vải này có màu trắng, khi khô thì cứng, khi ướt thì mềm mại như vải, không gãy, tạo nếp khi gấp, vải colle bền trong dung dịch xà phòng, nước javen, nước sôi, không bị thoái hóa

Na2SO4 bão hòa rồi đem kéo sợi Đem sợi này trộn với sợi cellulose tỷ lệ 30:70 thu được sợi Chitin – Cellulose Khả năng bắt màu tăng khi tăng tỷ lệ sợi Chitin [4], [9]

- Trong mỹ phẩm: Chitosan được sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm cho da, do tính chất của chitosan là có thể cố định dễ dàng trên lớp biểu bì của da nhờ các nhóm -NH4+, các nhóm này liên kết với tế bào sừng hóa của da Nhờ vậy các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng cách ngăn các chất độc, lọc tia cực tím với nhóm -NH4+ Kem dưỡng da được tổng hợp như sau: Rót dung dịch B gồm sáp ong 5%, sáp parafin 10%, stereat sodium 6%, dầu khoáng 50% và dung dịch A gồm nước 15%, triethanolmin 15%, glycerin 6%, kalicacbonat 0.3% sau đó khuấy đảo và cho thêm chitossan vào Qua nghiên cứu cho thấy kem dưỡng da Chitosan có khả năng kháng nguyên làm sạch da, kích thích sự phát triển của tế bào non, làm cho da dẻ hồng hào

Chitosan được sử dụng là thành phần của keo xịt tóc, do chitosan là polyamine

(điện dương ) có thể kết hợp với các protein của tóc và nhờ độ keo của nó khi khô sẽ làm cho tóc cứng, giữ được nếp của tóc

Chitosan cũng được sử dụng làm dầu gội đầu Dầu gội dầu được tổng hợp như sau: Hàm lượng chất tẩy rửa Sodium larysulfate 20%, chất tạo nhũ acid stearic 6 -9%, chất làm đặc sodium cacboxymethyl cellulose 0,5 – 1%, polymer Chitin hoặc Chitosan 0,5-1%, màu và hương liệu theo cảm quan Qua nghiên cứu người ta thấy, dầu gội đầu có chứa polymer Chitin hoặc Chitosan là những chất carbonhydrat, nó sẽ cung cấp glucoza cho máu và chính yếu tố này sẽ giúp cho nang tóc hoạt động tốt và tóc sẽ phát triển tốt Ngoài ra Chitin – Chitosan còn có vai trò quan trọng là tách được những chất dầu và chất

bã của tóc, giúp cho da đầu không ẩm, tóc mềm mại, óng ả, nó còn chống đỡ một số vi khuẩn, ký sinh trùng trên tóc [4], [9]

- Trong phim ảnh: Phim Chitin có độ nét cao, không tan trong nước, axit Độ cứng được cải thiện bằng cách tổng hợp đúc Chitosan rồi xử lý phim bằng dung dịch axit.[19]

- Trong nuôi trồng thủy sản: Ngày nay chitosan còn được dùng làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn cho tôm, cua, cá để kích thích sinh trưởng [4]

- Trong xử lý nước thải: Nhờ khả năng làm đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein và nhờ khả năng kết dính tốt các ion kim loại như Pb, Hg,…do đó chitosan được

sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm [4] 2) Ứng dụng của chitosan olygosaccharide

- Trong nông nghiệp olygoglucosamin ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau cải, đậu cove và một số loại rau khác Nó có tác dụng tăng năng suất, tăng khả năng kháng bệnh, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trường và thực hiện

chương trình rau sạch, rau an toàn

- Chế phẩm olygoglucosamin có ảnh hưởng tích cực đến khả năng sinh trưởng và năng suất của ngô Với nồng độ phun thích hợp là 40 ppm, số lần phun là 3 lần/vụ, liều lượng phun là 300 l/ha, năng suất sau khi sử dụng tăng 20% so với đối chứng (theo

nghiên cứu của trường Đại Học Nông Nghiệp I Hà Nội) [4]

1.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của một số vi sinh vật

1.2.1 E.Coli

Thuộc họ Entero bacteriaceae, là loại trực khuẩn hình que, kích thước

(1,1-1,5)×(2-6)µm, Gram (-) và yếm khí tùy tiện Vi khuẩn này tồn tại rất lâu trong môi trường và nhạy cảm với việc thanh trùng

E.coli dễ thấy và rất hay gặp, nhất là bị ngộ độc nhiễm khuẩn do ăn thịt bò băm

tươi sống, ăn tái hoặc sữa không thanh trùng Có thể bị nhiễm khuẩn bất cứ lúc nào do lây nhiễm từ phân người vào thực phẩm, chính xác là do sự vệ sinh kém của con người Lấy tên của Theodor Escherich, bác sĩ nhi khoa người Đức, ông đã phân lập được nhiều

loài của giống vào năm 1885 Tên coli có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp “kôlon” nghĩa là

“ruột” – thường có trong ruột người và động vật

Vi khuẩn này được dùng để đánh giá độ lây nghiễm phân bởi vì nó thường tạo khuẩn lạc trên thành ruột[10]

1.2.2 Staphylococcus aureus

Tên Staphyloccocus do chữ Hy Lạp có nghĩa “những hình cầu tụ lại thành dạng chùm nho” Tên aureus có nghĩa là “màu vàng” dựa trên màu của khuẩn lạc loại vi khuẩn này khi phát triển trên canh trường Thuộc họ Micrococceae (đơn cầu khuẩn), vi khuẩn

này có dạng hình cầu, đường kính khoảng 0,5 ÷ 1 µm, vi khuẩn Gram (+) và yếm khí tùy tiện

Là loại vi khuẩn nhạy cảm với nhiệt độ, sinh sản ở 5 ÷ 12oC là một trong số ít vi khuẩn có khả năng sinh trưởng ở hoạt độ nước dưới 0,9 ;có thể chịu được hoạt độ nước xuống tới 0,83 Nói chung sinh độc tố ở aw > 0,86; sinh sản được ở nồng độ tới 15÷20% muối ăn hay 50 ÷ 60% đường, chịu được lạnh đông (dưới 4oC)

Vi khuẩn S.aureus có mặt khắp nơi trong không khí, nước, niêm mạc mũi, họng,

bàn tay (khoảng 50% số người khỏe mạnh có mang tụ cầu khuẩn này) Trong môi trường

thức ăn, vi khuẩn này hoạt động và sinh ra độc tố enterotoxin Đây là độc tố mạnh và là

nguyên nhân gây ngộ độc thức ăn Thực phẩm bị nhiễm tụ cầu khuẩn thường không có biểu hiện thay đổi các tính chất cảm quan nên người sử dụng khó nhận biết

Tốc độ phát triển và khả năng sinh độc tố của S.aureus phụ thuộc vào điều kiện

môi trường, nhiệt độ, độ ẩm Đây là loại vi khuẩn hiếu khí tùy tiện, chịu được nồng độ đường và muối cao Khi có sự cạnh tranh của các vi khuẩn khác thì tụ cầu khuẩn này chỉ phát triển mà không sinh độc tố Còn trong môi trường cạnh tranh yếu như trong thức ăn

đã nấu chín kỹ thì tụ cầu khuẩn này lại phát triển và sinh độc tố mạnh Vi khuẩn bị tiêu diệt ở 80 – 85oC sau 20 - 25 phút Nhưng độc tố tụ cầu khuẩn thì rất bền với nhiệt độ, các enzyme phân giải protein, chịu được môi trường môi trường acide Để phá hủy độc tố này phải đun sôi ít nhất 2 giờ Các thực phẩm dễ bị nhiễm tụ cầu khuẩn là thịt, cá, sữa và các sản phẩm của chúng Chế độ thanh trùng trong chế biến có thể tiêu diệt được vi khuẩn

S.aureus nhưng không phá hủy được độc tố của nó Liều gây nhiễm tối thiểu của S.aureus là 106 đơn vị vi khuẩn/g thực phẩm Các biểu hiện của ngộ độc do độc tố tụ cầu khuẩn thường xuất hiện sau khoảng từ 1- 6 giờ với các triệu chứng phổ biến là đau bụng quặn, nôn mửa dữ dội, tiêu chảy Có thể đau đầu, mạch nhanh nhưng ít bị tử vong Bệnh

sẽ khỏi sau 1-2 ngày.[2], [10], [11]

1.2.3 Salmonella

Thuộc họ Enterobactericeae, vi khuẩn này có dạng hình que thẳng, nhỏ, kích

thước (0,7-1,5) µm × (2-5) µm, Gram (-), yếm khí tùy tiện Nó mang tên nhà vi khuẩn học người Mỹ Daniel Elmer, người đã đặc trưng hóa nhóm vi khuẩn liên quan tới bệnh dịch tả lợn hoặc dịch hạch lợn

Nhạy cảm với quá trình thanh trùng Paster và tia bức xạ

Bị ức chế ở nồng độ muối 3,5% ,môi trường pH < 4 - 4,5 và bởi hệ vi khuẩn lactic

Sinh sản ở nhiệt độ 5-12oC, nhưng một vài chủng ở nhệt độ dưới 5oC Vi khuẩn này không gây mùi khó chịu cho thực phẩm

Sống tốt ở môi trường bên ngoài, có thể sống được với cả điều kiện bảo quản, ướp muối, ít nước Nó có khả năng chịu được kháng sinh

Các bệnh do vi khuẩn này gây ra là bệnh thương hàn, nhiễm độc do thực phẩm nhiễm khuẩn gây ra Các dấu hiệu lâm sàng đầu tiên của bệnh này thường xuất hiện từ 12

- 24 giờ sau khi ăn phải thực phẩm bị nhiễm khuẩn Thời kỳ ủ bệnh có thể ngắn hơn

(6-12 giờ) hoặc dài hơn (4 - 7 ngày) Bệnh nhân cảm thấy đau bụng dữ dội, buồn nôn, nhức đầu và run Tiếp theo là các cơn nôn mửa rồi phát tiêu chảy Bệnh kèm theo sốt cao, đôi khi có biểu hiện thần kinh (như co cứng cơ, vận động co giật, ngủ gà ngủ gật) và bị chứng ít nước tiểu Bệnh tiến triển khá nhanh sau vài ngày là khỏi Hiếm khi xảy ran nguy kịch

Các vi khuẩn gây chứng nhiễm độc này thường là những vật chủ ở đường tiêu hóa

của động vật và người Tất cả các loài Salmonella đều có khả năng gây nhiễm độc thực phẩm Các Salmonella thường sản sinh ra một enterotoxin có bản chất lipopolysacharid

vốn có khả năng tác động nhiều đến các mô khác nhau, đến các chức năng của mô Có điều là trong trường hợp nhiễm độc thực phẩm, chất độc này chỉ có vai trò khi nó được giải phóng vào trong ruột từ những vi khuẩn sống và đang trong pha sinh sản Quả vậy, khi ăn các bào tử sống thì có thể sinh bệnh, song khi ăn vi khuẩn đã bị chết do nhiệt hoặc khi ăn nước lọc từ canh trường vi khuẩn thì không bị ảnh hưởng gì Các triệu chứng

nhiễm độc do Salmonella chỉ xuất hiện khi hấp thụ một lượng 107-109 đơn vị vi khuẩn

Các thực phẩm động vật như trứng, thịt gia cầm và gia súc, sản phẩm sữa, cá, tôm,

cua, nhuyễn thể thường là nguồn gốc của các chứng bệnh này [2], [10], [11]

1.2.4 Listeria [10]

Listeria là một trực khuẩn nhỏ Gram (+), dinh dưỡng lạnh, kỵ khí không bắt buộc,

không sinh bào tử, di động Nó làm tan máu và lên men rhamnose nhưng không lên men xylose

Listeria sinh trưởng trong khoảng nhiệt độ 1- 44oC, sinh trưởng tối ưu ở 25 –

37oC Ở 7-10oC, nó sinh sản nhanh, lên men glucose mà không sinh khí Nó có thể sinh trong nhiều loại thực phẩm và môi trường Tế bào tương đối đề kháng với sự đông lạnh, làm đông khô, nồng độ muối cao và pH lớn hơn 5

Những người khỏe mạnh, sau khi ăn phải thực phẩm bị nhiễm Listeria có thể có

triệu chứng hoặc không có triệu chứng Các triệu chứng thường gặp nhất xuất hiện từ 1-7 ngày sau khi ăn, bao gồm các triệu chứng giống như cúm nhẹ là sốt nhẹ, sôi bụng, tiêu

chảy Các triệu chứng sẽ giảm trong vài ngày nhưng bệnh nhân sẽ thải Listeria trong một

thời gian

Bệnh do Listeria gây ra ở người đã được thừa nhận từ lâu Tuy nhiên sự có mặt của Listeria trong nhiều loại thực phẩm có nguồn gốc động vật, thực vật và các bệnh có nguồn gốc từ các thực phẩm bị nhiễm chỉ mới được công nhận gần đây Bệnh do Listeria

gây ra ở người được coi như một bệnh cơ hội Những người có sức khỏe bình thường có thể không xuất hiện triệu chứng hoặc chỉ ra một bệnh đường ruột rất nhẹ Tuy nhiên, nó

có tỷ lệ tử vong cao (30 - 40%) đối với thai nhi, trẻ sơ sinh, trẻ em, người lớn tuổi, phụ

nữ có thai và những người tổn thương về miễn dịch như những người bị bệnh ung thư, bị bệnh thận, bị các bệnh về tim hoặc AIDS Ngoài ra khả năng sinh trưởng của nó trên nhiều loại thực phẩm trong nhiệt độ phòng lạnh đã giúp vi khuẩn đạt được từ nồng độ ban đầu thấp tới một nồng độ đủ liều gây nhiễm trong quá trình bảo quản thực phẩm ở phòng lạnh, các loại thực phẩm này bao gồm những loại lúc đầu đã chứa tác nhân gây bệnh và những loại bị nhiễm sau khi xử lý nhiệt

Việc tiêu thụ ngày càng nhiều loại thực phẩm ăn ngay được bảo quản dài ngày do

sự tiêu thụ các thực phẩm không được tái xử lý nhiệt một cách thích hợp, hoặc xử lý nhiệt

bằng lò vi sóng đã làm tăng khả năng gây bệnh đối với các tác nhân Nhiều phương pháp công nghệ đã được sử dụng để tạo ra các loại thực phẩm ăn ngay có chứa những bước có thể làm lây nhiễm thực phẩm bởi các tác nhân gây bệnh ở nồng độ thấp Chúng sau đó có thể đạt được nồng độ cao hơn trong thời gian bảo quản phòng lạnh trước khi tiêu thụ Bất

kỳ sự lạm dụng nhiệt độ nào trong thời gian ngắn cũng có thể làm tăng tốc độ sinh

trưởng Nhiều điều kiện kể trên đã giúp Listeria trở thành tác nhân gây bệnh của các bệnh

phát sinh từ thực phẩm, được phát hiện mới đây ở nhiều nước

1.3 Cơ chế kháng khuẩn của chitosan

• Đặc tính kháng khuẩn của chitosan được thể hiện trên các mặt sau:

- Lấy đi từ các vi sinh vật này các ion quan trọng như Cu2+ Như vậy vi sinh vật sẽ

bị chết do sự thiếu cân bằng liên quan đến các ion quan trọng này(Muzzarelli,1977)

- Ngăn chặn và phá hoại chức năng màng tế bào vi sinh vật

- Gây ra sự rò rỉ các phần tử bên trong màng tế bào vi sinh vật

- Gây ra sự tổ hợp polyelectrolyte với polymer mang tính chất acid trên bề mặt tế bào vi khuẩn

• Cơ chế kháng khuẩn của chitosan:

cả các đối tượng vi sinh vật, nhưng hầu hết đều cho rằng khả năng kháng khuẩn liên quan đến mức độ hấp phụ chitosan lên bề mặt tế bào Trong đó, chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn Gram (-) tốt hơn vi khuẩn Gram (+) Một số cơ chế đã được giải thích như sau:

điện âm ở trên màng tế bào vi sinh vật, dẫn tới sự thay đổi tính thấm của màng tế bào Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào bị ảnh hưởng Lúc này, vi sinh vật không thể nhận các chất dinh dưỡng cơ bản như glucose cho sự phát triển bình thường của nó, dẫn đến mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào, cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào Theo giải thích của một số tác giả thì chính

(polyanion) trên bề mặt tế bào vi sinh vật tạo nên polyelectrolic đã gây khó khăn trong quá trình trao đổi chất

- Chitosan có thể cản trở và làm mất cân bằng sự phát triển của vi sinh vật

do có khả năng lấy đi các ion kim lọai đóng vai trò quan trọng trong thành phần

nhóm anion của bề mặt thành tế bào Như vậy vi sinh vật sẽ bị ức chế phát triển do

sự mất cân bằng liên quan đến các ion quan trọng

tế bào và giảm sự phát triển của chúng Chitosan mạch ngắn hoặc chitosan oligome xâm nhập vào nội bào gây cản trở quá trình tổng hợp protein và các hợp chất nội bào khác

6,3 tác động lên các điện tích âm ở thành tế bào của vi khuẩn, dẫn đến sự rò rỉ các phần tử ở bên trong màng tế bào Đồng thời gây ra sự tương tác giữa sản phẩm của quá trình thuỷ phân có khả năng khuyếch tán bên trong tế bào vi sinh vật gây ức chế mARN và sự tổng hợp protein tế bào

- Chitosan có khả năng phá huỷ màng tế bào thông qua tương tác của nhóm

khuẩn Quan sát dưới kính hiển vi sự phá hủy tế bào S aureus, sự phân chia của tế

bào bị rối loạn, sự tạo thành tế bào không theo quy luật: Tế bào tạo thành không có màng hoặc màng tế bào tạo thành rất mỏng gây nên sự rò rỉ các hợp chất nội bào.[3], [5], [7]

1.4 Một số nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp

Một số nghiên cứu của Uchida và cộng sự, 1989 thấy rằng chitosan đã được thuỷ phân nhẹ nhàng bằng chitosanase có khả năng kháng khuẩn tốt hơn là chitosan ban đầu

và oligomer của chúng Cho và cộng sự, 1998 đã báo cáo rằng hoạt tính kháng khuẩn của