Tiểu luận môn CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHỤ GIA CHITOSAN

Tiểu luận môn CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHỤ GIA CHITOSAN Giáp xác là nguyên liệu thủy sản dồi dào chiếm khoảng 13 tổng nguyên liệu thủy sản ở nước ta.Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ các mặt hàng đông lạnh chiếm từ 7080% công xuất chế biến.Hằng năm các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lượng phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70.000 tấnnăm.

PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - PHỤGIA CHITOSAN GVHD:Th.SNguyễnĐặngMỹ DuyênSVTH: NHÓM 10 Lê Thị Thanh Châu -11116007 Ngô Thị Kiều Khanh NguyễnThị Linh -11116034 Phạm Thị Như Quỳnh -11116053 Nguyễn Thị Yến NHÓM 10 -11116031 -11116084 TRANG1 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên TP Hồ Chí Minh Tháng 12/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM - KỸ THUẬT TP HCM KHOA: CƠNG NGHỆ HĨA HỌC & THỰC PHẨM BỘ MƠN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - - PHỤGIA CHITOSAN GVHD: Th.SNguyễn Đặng Mỹ Duyên SVTH: NHÓM 10 NHÓM 10 Lê Thị Thanh Châu Ngô Thị Kiều Khanh Nguyễn Thị Linh Nguyễn Thị Yến Phạm Thị Như Quỳnh TRANG2 -11116007 -11116031 -11116034 -11116084 -11116053 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên T P H C h í M i n h T h ng /2 NHÓM 10 TRANG3 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN Điểm số: / TP.HCM, ngày… tháng… năm…… Chữ ký giảng viên NHÓM 10 TRANG PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Lời mởđầu Giáp xác nguyên liệu thủy sản dồi chiếm khoảng 1/3 tổng nguyên liệu thủy sản nước ta.Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ mặt hàng đông lạnh chiếm từ 70-80% công xuất chế biến.Hằng năm nhà máy chế biến thải bỏ lượng phế liệu giáp xác lớn khoảng 70.000 tấn/năm Như ta biết loài giáp xác đặc biệt tôm, cua, ghẹ chứa lượng lớn chitin, mà từ hợp chất chitin ta điều chế chitosan, chitosan sản xuất từ vỏ tôm, cua, mang lại nhiều hiệu kinh tế cao mà giới ứng dụng.Chitosan ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, y dược, dược phẩm, thương mại, thực phẩm, việc bảo vệ môi trường như: sản xuất glucosamin, khâu phẩu thuật, thuốc kem, vải sợi, màng bảo vệ hoa quả, làm nước, tạo cấu trúc cho sản phẩm thực phẩm Hiện giới Việt nam có nhiều cơng trình nghiên cứu để sản xuất chitosan ứng dụng chúng nhiều lĩnh vực tính ưu việt Điều mặt thuận lợi nước có vùng biển rộng nước ta với lượng hải sản dồi kèm theo việc giải lượng rác thải khổng lồ từ khu công nghiệp chế biến thủy sản MỤC LỤC NHÓM 10 TRANG PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên NỘI DUNG BÀI I THỰC TRẠNG VỀ SỬ DỤNG CÁC CHẤT PHỤ GIA VÀ BAO BÌ KHƠNG ĐẢM BẢO VỆ SINH AN TỒN THỰC PHẨM Chiều 19/12/2012, Phó Thủ tướng Nguyễn Thiện Nhân - Trưởng Ban đạo liên ngành TW an toàn vệ sinh thực phẩm (ATVSTP) chủ trì giao ban định kỳ với địa phương Bộ, ngành liên quan Ơng Nguyễn Cơng Khẩn - Cục trưởng Cục ATVSTP, Bộ Y tế cho biết, tình trạng vi phạm cố tình sử dụng phụ gia thực phẩm diễn phổ biến, theo miền Bắc phát nhiều mẫu thực phẩm có chứa Rhodamine B (một hợp chất hóa học có cấu tạo phân tử C28H31ClN2O3, thành phần phẩm màu công nghiệp) với hàm lượng từ 20,2 đến 110,2 mg/kg Nhiều mẫu thực phẩm sử dụng nitrit (phát xúc xích, giăm bơng), phẩm màu có chứa kiềm (trong nước giải khát, mìăn liền) Đặc biệt có 15,6% mẫu bún, bánh phở, bánh giị, bánh su sê có sử dụng hàn the (chất khơng có danh mục phụ gia phép sử dụng) Ảnh minh họa (nguồn Internet) Tại tỉnh phía Nam, 298/437 mẫu sản phẩm mì sợi tươi, thực phẩm chay dương tính với Formol.86/115 mẫu có dương tính với chất tẩy trắng với mẫu hoa chuối, bẹ chuối, măng chua Có 28/52 mẫu sử dụng phẩm màu danh mục cho phép Bộ Y tế, tập trung vào mẫu tôm khô, hạt dưa, mứt…  Các tác dụng tích cực phụ gia thực phẩm Nếu sử dụng loại, liều lượng, phụ gia thực phẩm có tác dụng tích cực: - Tạo nhiều sản phẩm phù hợp với sở thích vị người tiêu dùng - Giữ chất lượng toàn vẹn thực phẩm sử dụng NHÓM 10 TRANG PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên - Tạo dễ dàng sản xuất, chế biến thực phẩm làm tăng giá trị thương phẩm hấp dẫn thị trường - Kéo dài thời gian sử dụng thực phẩm  Những nguy hại phụ gia thực phẩm Nếu sử dụng phụ gia thực phẩm không liều lượng, chủng loại phụ gia không cho phép dùng thực phẩm gây tác hại cho sức khỏe: - Gây ngộ độc cấp tính: Nếu dùng liều cho phép - Gây ngộ độc mạn tính: Dù dùng liều lượng nhỏ, thường xuyên, liên tục, số chất phụ gia thực phẩm tích lũy thể, gây tổn thương lâu dài Thí dụ: Khi sử dụng thực phẩm có hàn the, hàn the đào thải qua nước tiểu 81%, qua phân 1%, qua mồ 3% cịn 15% tích luỹ mơ mỡ, mô thần kinh, tác hại đến nguyên sinh chất đồng hóa aminoit, gây hội chứng ngộ độc mạn tính: ăn khơng ngon, giảm cân, tiêu chảy, rụng tóc, suy thận mạn tính, da xanh xao, động kinh, trí tuệ giảm sút - Nguy gây hình thành khối u, ung thư, đột biến gen, quái thai, chất phụ gia tổng hợp - Nguy ảnh hưởng tới chất lượng thực phẩm: phá huỷ chất dinh dưỡng, vitamin Các loại thực phẩm thường đựng túi chất dẻo làm hợp chất polyetylen polyvinyl Do phân tử polyvinyl đơn lẻ gây ung thư nên nhiều nước cấm dùng chất để sản xuất túi đựng đồ ăn Tuy nhiên, Việt Nam, loại túi làm từ polyvinyl phổ biến Kênh Truyền hình Trung ương Trung Quốc (CCTV) vừa cơng bố 15/16 loại màng bọc thực phẩm PVC có chứa chất dẻo DEHA bị cấm sử dụng từ năm 2005 Trong đó, mẫu thấp vượt ngưỡng 98 lần, cao vượt ngưỡng 472 lần, bình quân vượt ngưỡng 200% Màng bọc thực phẩm PVC ảnh hưởng đến hormon, gây rối loạn nội tiết.Với nam giới gây vô sinh, nữ giới phát triển thành thiếu nữ sớm, ảnh hưởng lớn tới phát triển sinh dục trẻ em NHÓM 10 TRANG PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Trong đó, Việt Nam có nhiều loại màng bọc khác với chất liệu ghi nhựa PVC, PE màng nhôm Không hàng nước, loại màng bọc nhập từ Trung Quốc, Thái Lan, Đài Loan bày bán nhiều Thậm chí, chợ nhỏ lẻ, màng thực phẩm không rõ nguồn gốc xuất xứ, hạn sử dụng… bán với giá rẻ.Chúng đóng gói dạng hộp giấy, có kèm sẵn dao để cắt sử dụng.Giá hộp màng bọc dao động từ 10.000 - 50.000đ/ hộp tùy kích cỡ Trước thông tin cảnh báo trên, ngày 31/7/2013, Cục ATTP đạo Viện Kiểm nghiệm ATVSTP Quốc gia, Viện Vệ sinh - Y tế công cộng TP HCM lấy mẫu giám sát, kiểm nghiệm DEHA hóa chất thơi nhiễm độc hại khác sản phẩm màng bọc bảo quản thực phẩm PVC thành phố Hà Nội TP HCM Trước mắt tập trung sản phẩm có nguồn gốc từ Trung Quốc PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh - Viện công nghệ sinh học thực phẩm (ĐH Bách khoa Hà Nội) cho hay, túi nilon chủ yếu làm chất PE, chất PE tinh khiết khơng có nhiều độc hại.Màng nhựa PVC làm từ Polyvinyl chloride Khi sử dụng chất liệu để làm bao bì thực phẩm, nhà sản xuất thường cho thêm chất hoá dẻo vào để dễ gia công, tăng độ dẻo dai cho màng bọc Một số chất tạo dẻo cơng nhận an tồn cho phép sử dụng, số chất tạo dẻo DEHP có nguy gây ngộ độc cho người dùng Đáng lo ngại nhiều người có thói quen dùng màng bọc thực phẩm bọc thức ăn nóng cho vào lị vi sóng Việc làm gây hại nấu lên nhiệt độ cao, chất nilon bị ngấm vào thực phẩm Khi ăn phải lâu ảnh hưởng đến sức khoẻ, gây dị ứng, viêm da, ung thư… Theo chuyên gia, người tiêu dùng nên mua màng bọc thương hiệu có uy tín, có đăng ký kiểm tra chất lượng với quan quản lý.Nên chọn màng bọc PE loại nhà sản xuất thường cho thêm phụ gia tạo dẻo Loại màng bọc PE có màu trắng, dính tay sờ vào, dễ dàng bóc ra.Cịn màng bọc PVC màu vàng, khó bóc dính chặt Khi thử đốt, màng PE cháy nhanh, màng PVC khó bắt lửa có mùi hắc… Để sử dụng hiệu hạn chế rủi ro dùng màng bọc thực phẩm, không nên bọc thức ăn cịn q nóng, thực phẩm có nhiều dầu mỡ… Đối với màng bọc PVC nên dùng với thực phẩm chưa qua chế biến cần rửa lại thực phẩm chế biến, màng PE phù hợp bảo quản thức ăn qua sơ chế Loại màng nhôm không bọc cho thực phẩm giàu axít, sau vài ngày bọc giấy bạc, lượng axít ăn phản ứng với chất nhơm Nó thẩm thấu vào thức ăn làm cho ăn có vị kim loại Có thể dùng để bọc bên thực phẩm cá, thịt nướng giúp thức ăn không bị bay hay mùi không bị cháy Những thức ăn có axít dùng màng bọc thực phẩm nhựa cách bảo quản tốt NHÓM 10 TRANG PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Ngay sử dụng loại túi, can, chai chất dẻo có nhãn hiệu hẳn hoi, bà nội trợ cần nhớ gia công, nhiều công ty sử dụng số hóa chất để tăng thêm độ dẻo cho sản phẩm, chúng gây hại cho sức khỏe Vì vậy, khơng nên đựng loại thực phẩm có dầu mỡ túi can nhựa kín lâu ngày, nhằm tránh tình trạng chất độc thơi vào thực phẩm Ở số chợ, nhiều người bán hàng dùng giấy báo để gói thực phẩm trước trao cho khách.Điều nguy hiểm mực in báo chứa chất độc polycloroben.Khi xâm nhập thể, khơng bị phân hủy mà đọng lại mỡ, não gan Khi lượng polycloroben tích tụ mức 0,1-1 g, thể bị ngộ độc phát sinh bệnh tật (với biểu da nhiễm màu, đau đầu, sưng mắt, tay chân co quắp, nôn mửa tiêu chảy) Trung bình kg giấy báo giấy tái sinh chứa 0,1-1 mg chất Việc dùng giấy trắng tinh để gói thực phẩm chưa hẳn an tồn sản xuất giấy, người ta dùng hóa chất làm tăng độ sáng bóng, có nhiều chất gây ung thư Vấn đề vệ sinh an tồn thực phẩm ngày đáng báo động, mục đích lợi nhuận mà nhà sản xuất, sở chế biến lơ hậu khôn lường từ việc sử dụng phụ gia bao bì khơng đảm vệ sinh an tồn thực phẩm Ngay ý thức người sử dụng, biết có hại sử dụng tính chất tiện dụng, giá rẻ.Các phụ gia, bao bì khơng ảnh hưởng đến sức khỏe khơng phổ biến thị trường giá thành cao nên người tiêu dùng dù muốn khó tìm mua cách dễ dàng tiện lợi.Vì cần nghiên cứu, tìm tịi phụ gia có nguồn gốc từ thiên nhiên, khơng ảnh hưởng đến sức khỏe người, môi trường mà giá phải để phục vụ cho sống lành mạnh II CHITOSAN: Tìm hiểu chitin: 1.1 Lịch sửhình thành: Về mặt lịch sử Chitin nhà khoa học người pháp Braconnot phát vào năm 1811, cặn dịch chiết từ loại nấm.Ông đặt tên cho chất “fugine” để ghi nhớ nguồn gốc Năm 1823 Ordier phân lập chất từ bọ cánh cứng ông gọi “Chitin”, tiếng Hy Lạp có nghĩa vỏ giáp, ông không phát có mặt nitơ Cuối đời Ordier Braconnot điều đến kết luận chitin có dạng cơng thức giống với xenlulose.Và cuối chất khử acetyl từ chitin khám phá Roughet vào năm 1859 đặt tên chitosan nhà khoa học người Đức Trong động vật, chitin thành phần cấu trúc quan trọng vỏ số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác giun trịn Trong NHĨM 10 TRANG PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên động vật bậc caomonome chitin thành phần chủ yếu mơ da giúp cho tái tạo gắn liền vết thương da Trong động vật, chitin có thành tế bào nấm họ zygenmytes, sinh khối nấm mốc, số loại tảo…chitin có cấu trúc thuộc họ polysaccharide, hình thái tự nhiên dạng rắn Do đó, phương pháp nhận định chitin, xác định tính chất, phương pháp hóa học để xác định chitin việc lựa chọn ứng dụng chitin gặp nhiều khó khăn 1.2 Khái niệm nguồn gớc chitin: Chitin polysacharidcó cơng thức phân tử (C 8h13O5N)nrất phổ biến tự nhiên đứng hàng thứ hai sau cellulose Chitin tham gia vào thành phần cấu tạo vách tế bào nấm, cấu tạo nên khung xương vỏ tôm, cua, trùng, lồi động vật giáp xác…trong loại ngun liệu chitin kết hợp chặt chẽ với protein, lipid, muối vô CaCO3và sắc tố màu (asterence, astaxanthin, canthaxanthin, lutin…)  Có thể dễ dàng tìm thấy chitin nguồn chính:  Từ thực vật bậc thấp: nguồn gốc chitin giới hạn số loài nấm tảo nấm chitin đóng vai trị quan trọng cellulose, tảo xanh, phương pháp hóa học Rcolofsen Hotte tìm thấy chitin nấm men, chitin Kreger phát nấm men nhiễu xạ tia X  Từ động vật: chủ yếu xuất loài động vật giáp xác, trùng, loại có vỏ cutin tôm, cua, ghẹ, bướm, bọ cánh cứng,… 1.3 Cấu trúc chitin: Chitin plysaccharide gồm nhiều tiểu phân N-acetyl-Dglucosamine liên kết với theo liên kết (1-4), cấu trúc tinh thể tạo thành mạng lưới sợi hữu mà chitin làm tăng độ bền, độ cứng khung xương cho sinh vật Chitin có cơng thức phân tử là: (C8h13O5N)n C chiếm 47,29%; 6,45% H; 39,37%O 6,89%N Về cấu trúc chitin có cấu trúc hóa học tương tự cellulose loại trừ nhóm OH carbon thứ C phân tử cellulose thay nhóm acetylmino phân tử chitin NHĨM 10 TRANG 10 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên  Giai đoạn 2: protein hợp chất hữu khác bị loại tác dụng kiềm enzyme protease  Giai đoạn 3: dùng dung dịch NaOH 40%-60% loại muối enzyme protease để deacetyl hóa thu chitosan Hình 5.Sơ đồ điều chế chitosan Vỏ giáp xác Nước Rửa sạch, sấy Nghiền nhỏ Loại protein ddNaOH 3.5% 2h 650C, or protease Rửa Khử khống HCl 1N, 30’ to phịng Khử màu Chiết acetone,dùng NaOCl 0.35% tẩy trắng, 5’, t phòng Rửa, sấy Thu Chitin tinh khiết Deacetyl Chitosan  Giải thích quy trình NHĨM 10 TRANG 15 NaOH 50%,30’,121oC, or enzyme protease PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên  Quá trình khử protein: Chitin tự nhiên thường liên kết với protein Một vài protein tách theo phương pháp rửa thơng thường đa số tách liên kết đồng hóa trị với chitin; chitin liên kết với protein thơng qua liên kết đồng hóa trị với aspartyl histidy để hình thành có cấu trúc ổn định glycoprotein Vỏ giáp xác sau xử lý nước dd acid loãng để loại chất vô xẽ xử lý ddNaOH 10% 65-100 oC để loại bỏ protein Thời gian tiến hành phản ứng kéo dài từ 0.5-12h tùy theo phương pháp hóa học hay sinh học Xử lý kiềm kéo dài điều kiện nghiêm ngặt để tiến hành trình khử protein deacetyl Để trì đồng điều suốt trình phản ứng tỉ lệ khối lượng vỏ với ddNaOH 3.5% thường 1:10 (w/v)trong điều kiện ln khuấy Ngồi ta thay NaOH HCl tỉ lệ rắn lỏng 1:10 hay 1:15-20 Trong suốt q trình bọt khí hình thành liên tục, khơng nhanh mạnh q trình khử khống  Q trình khử khống: Q trình thường sử dụng ddHCl 10% acid formic 90% nhiệt độ phòng để hòa tan CaCO3 thành CaCl2 Điều kiện tối ưu cho trình HCl 1N, tỉ lệ rắn:lỏng 1:15(w/v), khuấy liên tục 30’ Để đánh giá hiệu dựa vào nồng độ chất tro đạt thường khoảng 31-36% Trong q trình khử khống xảy iện tượng khơng mong muốn hình thành bọt khí mạnh phản ứng: CaCO3 + HCl CaCl2 +CO2 +H2O Có thể điều khiển làm giảm bọt khí cách bổ xung thêm chất phá bọt silicon polymer 10%  Quá trình khử màu: Sau thu chitin dùng acid kiềm để khử màu, hớp chất màu vỏ giáp xác liên kết chặt chẽ tạo thành phức bền dùng chất hóa học để khử màu cần lưu ý phải khơng làm ảnh hưởng đến tính chất vật lý hóa học chitin chitosan  Quá trình deacetyl: Mục đích q trình chuyển chitin thành chitosan cách khủ nhóm acetyl.Thường xủ lý KOH NaOH 40-50% 100 oC cao 30’ lâu để khử phần hay phần acetyl khỏi polymer Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chitosan thành phẩm có phải đảm bảo điều kiện :  Nhiệt độ: nhiệt độ cao làm tăng mức độ deacetl hóa lại làm giảm kích thước phân tử NHÓM 10 TRANG 16 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên  Thời gian nồng độ kiềm: Tốc độ phản ứng xảy nhanh 1h đầu ddNaOH 50% 100oC, 5h đạt 78% Như xử lý kiềm 2h khơng xảy phản ứng deacetyl mà chủ yếu phá hủy chuỗi phân tử Nồng độ kiềm cao, nhiệt độ cao 5’thì độ nhớt, phân tử lượng chitosan cao chitosan deacetyl hóa 15’  Khơng khí:Khi có mặt O2 chitosan dễ bị phân hủy, cịn mơi trường chứa N2 sản lượng, độ nhớt phân tử lượng chitosan tăng so với khơng khí  Tỉ lệ chitin kiềm:Tỉ lệ đinh tính chất chitosan sở độn nhớt dung dịch, tối ưu 1:10-1:100  Kích thước phân tử: kích thước phân tử lớn độ nhớt tăng 2.4 Tính chất chitosan: 2.4.1 Mức độ deacetyl hóa: Q trình deaceyl hóa bao gồm q trình loại bỏ nhóm acetyl khỏi chuỗi phân tử chitin hình thành phân tử chitosan với nhóm amin hoạt động hóa học mạnh mẽ.Mức độ aceyl hóa đặc tính quan trọng q trình sản xuất chitosan ảnh hưởng đến tính chất hóa lý khả ứng dụng chitosan sau này.Mức độ acetyl chitosan khoảng (56-99%) phụ thuộc vào loại giáp xác phương pháp sử dụng Có nhiều phương pháp để xác định mức độ acetyl hóa chitosan chuẩn độ theo điện thế, quang phổ hồng ngoại, chuẩn độ HI…nhưng phương pháp hồng ngoại sử dụng rộng rãi nhất, phương pháp có ưu điểm nhanh khơng địi hỏi mẫu phải tinh khiết, khơng cần hịa tan mẫu pha lỗng mẫu, nhược điểm phương pháp xây dựng đường chuẩn cách xây dựng đường chuẩn ảnh hưởng đến kết 2.4.2 Trọng lượng phân tử: Chitosan polymer sinh học có khối lượng phân tử cao.Khối lượng chitin thường lớn triệu Dalton sản phẩm chitosan thương phẩm có khối lượng khoảng 100.000 -1.200.000 Dalton, ngồi cịn phụ thuộc trình chế biến loại sản phẩm nhiệt độ cao, góp mặt oxy, sức kéo dẫn đến phân hủy chitosan Vì mà nhiệt độ giới hạn chitosan 280oC, phân hủy nhiệt xảy mạch polymer nhanh chóng bị phá hủy, khối lượng phân tử giảm nguyên nhân trình depolymer sử dụng nhiệt độ cao acid đậm đặc HCl, H2SO4 dẫn đến thay đổi khối lượng phân tử Khối lượng phân tử chitosan xác định phương pháp sắc kí, phân tán ánh sáng đo độ nhớt Trọng lượng phân tử chitosan bị ảnh hưởng thay đổi trình tự sản xuất NHĨM 10 TRANG 17 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên 2.4.3 Độ nhớt: Độ nhớt nhân tố quan trọng để xác định khối lượng phân tử chitosan Chitosan phân tử lượng phân tử cao làm cho dung dịch có độ nhớt cao, điều khơng mong muốn đóng gói cơng nghiệp, chitosan có độ nhớt cao thu từ phế phẩm lồi giáp xác thuận tiện cho đóng gói Một số nhân tố sản xuất mức độ deacetyl hóa, khối lượng phân tử, nồng độ dung dịch, độ mạnh lực ion, PH nhiệt độ ảnh hưởng đến chitosan tính chất Độ nhớt chitosan tăng thời gian khử khoáng tăng, độ nhớt chitosan dung dịch acid acetic tăng PH dung dịch giảm, nhiên lại tăng PH dung dịch HCl giảm, việc tăng đưa đến định nghĩa độ nhớt chitosan, hàm phụ thuộc vào mức độ ion hóa lực ion Quá trình loại protein dung dịch NaOH 3% khử q trình khử khống làm giảm độ nhớt chitosan thành phẩm Tương tụ vậy, độ nhớt chitosan bị ảnh hưởng đáng kể biện pháp sử lý (nghiền, gia nhiệt, hấp khử trùng, siêu âm) hóa học, trừ q trình làm lạnh ẽ làm giảm thời gian nhiệt độ xử lý tăng Dung dịch chitosan bảo quản 4oC cho ổn định 2.4.4 Tính tan: Chitin tan hầu hết dung mơi hữu chitosan tan dung dịch acid có PH Các acid hữu acetic, formic, lactic thường sử dụng để hòa tan chitosan, PH=4 thích hợp chitosan tan dung dịch HCl 1% không tan H2SO4 H3PO4 Dung dịch acid acetic có nồng độ cao nhiệt độ cao dẫn đến depolymer hóa chitosan Ở PH cao, xảy NHĨM 10 TRANG 18 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên tượng kết tủa đông tụ nguyên nhân hình thành hỗn hợp polyion với chất keo anion.Tỷ lệ nồng chitosan acid quan trọng Tính tan chitosan bị ảnh hưởng mức độ acetyl hóa, mức độ deacetyl hóa 85% tốt 2.4.5 Tỷ trọng: Tỷ trọng chitin từ tôn cua thường 0.06 0.17g/ml, điều cho thấy chitin tử tôm xốp cua.Chitin từ nhuyễn thể xốp từ cua 2.6 lần.Trong nghiên cứu dẫn nhiệt cho thấy tỷ trọng chitosan từ giáp xác cao 0,39g/cm3.Tỷ trọng tăng loài giáp xác phương pháp điều chế mức độ deacetyl hóa 2.4.6 Khả kết hợp với nước(WBC) &khả kết hợp với chất béo (FBC): Sự hấp thụ nước chitosan lớn nhiều so với cellulose hay chitin Thông thường, khả hấp phụ chitosan khoảng 581-1150%(TB 702%), thay đổi thứ tự sản xuất q trình khử khống khử protein ảnh hưởng đáng kể đến khả giữ nước giữ chất béo Sự khử protein sau q trình khử khống làm khả giữ nước tăng.Bên cạnh q trình khử màu nguyên nhân làm giảm khả chitosan Khả hấp thụ chất béo chitin chitosan khoảng 315-170%, chitosan thấp nhiều so với chitin Các bước tến hành theo thư tự: khử khống khử protein,deacetyl hóa làm cho khả hấp thụ chất béo 2.4.7 Khả tạo màng: Chitosan có khả tạo màng sử dụng bảo quản thực phẩm nhằm hạn chế tác nhân gây vi khuẩn, thay đổi áp suất sản phẩm đóng hộp, … Khi dùng màng chitosan dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thống, khơng khí cho thực phẩm Nếu bao màng PE mức độ cung cấp oxy bị hạn chế, nước bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển Màng chitosan dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với số chất dẻo dùng làm bao gói Màng chitosan làm chậm lại q trình bị thâm rau Nguyên nhân bị thâm trình lên men oquinon tạo polymer, sử dụng màng chitosan ức chế hoạt tính oxy hóa polyphenol, làm thành phần anthocyamin, flavonoid tổng lượng chất phenol biến đổi, giữ cho rau tươi  Cách tạo màng bọc chitosan: - Chitosan nghiền nhỏ máy để gia tăng diện tích tiếp xúc Pha dung dịch chitosan 3% dung dịch acid axetic 1.5% NHÓM 10 TRANG 19 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên - Sau bổ xung thêm chất phụ gia PEG-EG 10%(t ỉ lệ 1:1) vào trộn điều , - để n để loại bọt khí Sau đem hỗn hợp thu quét lên ống inox nâng nhiệt - nhiệt độ 64-65oC Để khơ vịng 35’ sau đem tách màng Cuối ta thu vỏ bóng có màu vàng ngà, khơng có mùi vị, màng chitosan với tính vượt trội  Ứng dụng màng chitosan: Trong bảo quản người ta dùng màng chitosan để đựng thực phẩm thay cho loại túi nhựa, hay nylon cịn dùng để bảo quản loại rua đào, mận, kiwi, dưa chuột, dâu tây, loại thịt cá khác Trong lĩnh vực y học, xử lý nước thải, công nghiệp nhuộm, mỹphẩm, màng chitosan sử dụng  Ưu điểm màng chitosan: Khả phân hủy sinh học cao gây ô nhiễm môi trường, không gây họa người sử dụng Nguyên liệu để sản xuất dễ dàng, dồi dào, chủ yếu nguồn phế liệu thủy sản rẻ tiền mà có sẵn quanh năm Tận dụng nguồn phế thải công nghiệp thủy sản để bảo quản thực phẩm.Thành cơng góp phần giảm thải tác nhân gây nhiễm mơi trường 2.4.8 Tính kháng khuẩn chitosan: Trong nghiên cứu gần chitosan có khả ức chế phát triển vi khuẩn Chitosan có ngồn gốc từ tơm có khả chống lại khuẩn E.Coli, nghiên cứu cho thấy nhiệt độ cao PH acid thức ăn làm tăng ảnh hưởng chitosan đến vi khuẩn Cơ chế ức chế vi khuẩn chitosan liên kết chuỗi polymer chitosan với ion lim loại bề mặt vi khuẩn làm thay đổi tính thấm mang tế bào Khi bổ xung chitosan vào môi trường, tế bào vi khuẩn chuyển từ tích điện âmsang tích điện dương Thực chất chitosan khơng trực tiếp hoạt động ức chế vi khuẩn mà liên kết lại tế bào tích điện dương màng vi khuẩn Chitosan N-carboxylbutyl, loại polymer tự nhiên tương tác hình thành polyelectrolite với polymer tính acid bề mặt vi khuẩn dó làm kết dính lượng vi khuẩn lại với Ngoài người ta cịn thấy có nhiều ion kim loại ảnh hưởng đến đặc tính kháng khuẩn chitosan: K+, Na+, Mg2+ Ca2+, môi trường tồn nồng độ lớn ion kim loại làm tính kháng khuẩn chitosan, ngoại trừ Na+ hoạt động kháng Staphylococcus aureus Nghiên cứu NHÓM 10 TRANG 20 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên chitosan làm suy yếu chức bảo vệ thành tế bào nhiều vi khuẩn làm chất từ tế bào phá hủy tế bào, lượng lớn ion K+ ATP bị rò rỉ vi khuẩn Staphylococcus aureus nấm candida albicans Đối với chitosan có phân tử lượng lớn khả kháng loại tốt Tính kháng khuẩn cịn phụ thuộc vào khối lượng phân tử loại vi khuẩn, vi khuẩn gram dương chitosan có khối lượng phân tử 470 KDalton có ảnh hưởng đến hầu hết loại trừ lactobacillus sp, với vi khuẩn gram âm chitosan có KLPT 470 KDalton có ảnh hưởng Nói chung chitosan có nồng độ 0,1% có ảnh hưởng mạnh nhiều loại vi khuẩn gram dương gram âm, nấm PH=5-6 III ỨNG DỤNG CỦA CHITOSAN 1.Ứng dụng chitosan công nghệ thực phẩm: Chitosan cho phép làm chất phụ gia thực Nhật Bản Hàn Quốc vào năm 1983 1995 Chính hoạt động ức chế vi khuẩn cao chitosan PH thấp nên thêm chitosan vào thực phẩm có tính acid có chức tăng cường tính kháng khuẩn chất bảo quản tự nhiên.Chitosan dùng nhiều thực phẩm chất phụ gia Chất làm trong- ứng dụng công nghiệp sản xuất nước quả: Trong sản xuất nước quả, việc làm yêu cầu bắt buộc Trong thực tế thường sử dụng chất: genetin, betonite, kalicasenate, tamin,polyvinylpirovinyl… để làm Chitosan tác nhân loại bỏ đục, giúp điều chỉnh acid nước quả.Đối với dịch táo nho, chanh, cam, không cần qua sử lý pectin ta sử dụng trực tiếp chitosan để làm trong.Đặc biệt nước táo độ đục giảm đến tối thiểu cịn 0.8 kg/m3 mà không gây ảnh hưởng đến chất lượng nó.Nghiên cứu chitosan có lực lớn hợp chất polyphenol làm biến màu nước hoa catechin, proanthocinydin, acid ciamic dẫn xuất chúng Sử dụng thực phẩm chức năng: Chitosan có khả làm giảm hàm lượng cholesterol máu, người ta thấy sử dụng thực phẩm chức có bổ xung thêm4% chitosan lượng cholesterol máu giảm đáng kể sau tuần Chitosan xem chất chống đông tụ máu, nguyên nhân làm giảm lượng cholesterol chống đông tụ máu không cho tạo thành mixen Tại PH=6-6.5 chitosan bắt đầu kết tủa, toàn chuỗi polysaccharite bị kết lắng giữ toàn lượng mixen Chính nhờ đặc điểm mà chitosan úng dụng rộng rãi sản xuất thực phẩm chức Thu hồi protein: NHÓM 10 TRANG 21 PHỤ GIA CHITOSAN GVHD: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên Whey coi chất thải công nghiệp q trình sản xuất format, chứa lượng lớn lactose protein dạng hòa tan, bị thải trực tiếp ngồi gây nhiễm mơi trường, cịn xử lý tốn vận hành mà hiệu không cao Việc thu hồi protein whey xem biện pháp làm tăng hiệu sản xuất kinh tế đồng thời giải vấn đề ô nhiễm môi trường Whey protein sau thu hồi bổ xung vào đồ uống ,thịt băm, loại thực phẩm khác Tỷ lệ chitosan để thu hồi hạt lơ lững 2,15%(30mg/ lit) độ đục thấp PH =6.0 Nghiên cứu protein thu phương pháp cho thấy khơng có khác biệt giá trịgiữa protein có chứa chitosan protein thu phương pháp đơng tụ casein whey protein Ngồi chitosan sử dụng việc thu hồi acid amin nước sản xuất đồ hộp, thịt, cá, 5.Phân tách rượu nước: Nhằm để tăng nồng độ etanol người ta tạo màng chitosan với cấu trúc màng rỗng, việc điều chỉnh tốc độ thẩm thấu lượng chất lỏng qua màng khoảng 1m2/1h Yêu cầu đặc nhiệt độ hệ thống phản ứng địi hỏi phải khơng q cao, kết trình thẩm thấu loại phần lớn lượng nước cuối tathu hàm lượng etanol lên tới 80% 6.Ứng dụng làm màng bao (bảo quản hoa quả): Lớp màng khơng độc bao quanh bên ngồi nhằm hạn chế phát triển vi sinh vật bề mặt nguyên nhân gây hư hoảng sản phẩm Hình Chuối bảo quản pp thơng thường NHĨM 10 TRANG 22 Hình 7.Chuối bảo quản màng bao chitosan Chuối dễ bị độ tươi, độ tự nhiên thối rữa sau vài ngày mua bị nhiễm khuẩn nấm men, nấm mốc gây hư hỏng thực phẩm Cơ chế kháng khuẩn trình sản xuất màng chitosan có chất gọi N-O carboxymethyl (NOCC) tạo phản ưng chitosan acid acetic điều kiện kiềm, NOCC bị hòa tan dung PH>6 PH