Chương 4 Vật liệu sinh học

Chương Vật liệu sinh học Nội dung Pectin  Gelatin  Chitin – chitosan  Bao bì sinh học  Xu hướng thực phẩm - tương lai  Chitosan     Giáp xác: nguồn ngun liệu thủy sản dồi chiếm 1/3 tổng sản lượng ngun liệu thủy sản Việt Nam Trong cơng nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ cấu mặt hàng đơng lạnh giáp xác chiếm từ 70 80% cơng suất chế biến Hàng năm nhà máy chế biến thải bỏ lượng phế liệu giáp xác lớn khoảng 70.000 tấn/năm Chitosan chiếm khoảng 5% vỏ tươi khoảng 20-40% vỏ khơ, năm sx 3500 chitosan từ vỏ tơm ghẹ phục vụ cho sx nước xuất Nguồn phế liệu ngun liệu quan trọng cho cơng nghiệp sản xuất chitin, chitosan, glucosamin sản phẩm có giá trị khác  Việc nghiên cứu phát triển sản xuất sản phẩm từ vỏ tơm quan trọng, →nâng cao giá trị sử dụng phế liệu làm mơi trường  Chitin Chitin có cấu trúc tự nhiên vô tôm, mai cua, vỏ loài giáp xác… Chitin polymer sinh học tự nhiên đứng sau cellulose, cấu trúc tương tự cellulose Cấu trúc chitin Cấu trúc phân tử chitin Cấu trúc không gian chitin Chitosan Chitosan dẫn xuất chitin Quá trình decacetyl hóa chitin thành chitosan trình khử gốc acetyl (COCH3-) tạo thành gốc NH 2- trình hòa tan acid acetic xảy (C8H13NO5)n NaOHđđ To (C6H11NO4)n + nCH3COONa Cấu trúc chitosan Cấu trúc phân tử chitosan Cấu trúc không gian Sự chuyển hóa từ chitin sang chitosan Chitosan Là chất xơ có nguồn gốc từ động vật, chủ yếu có vỏ ngồi động vật giáp xác, nhuyễn thể, trùng số lồi nấm  Tiền chất chitin  Chitosan có deacetyl hố chitin, sản phẩm thương mại có mức độ deacetyl trọng lượng phân tử/ độ nhớt khác  10 Xu hướng thực phẩm tương lai 55 Vấn đề   Phân phối thực phẩm ◦ Các nước giàu: thực phẩm phong phú, đa dạng ◦ Các nước nghèo: đủ ăn để sống Thu hẹp diện tích trồng trọt ◦ Khơng đất trống cho sản xuất trồng trọt ◦ Một số lồi thực vật bị tiệt chủng → Con người cần giải vấn đề: áp dụng cơng nghệ phù hợp 56 Cuộc cách mạng di truyền     Nửa đầu kỉ XX, cách mạng sinh học bắt đầu nổ Khám phá phương thức sinh vật chuyển hóa đạm, chất béo carbonhydrate thức ăn thành ngun liệu xây dựng cấu trúc thể Ngành sinh học phân tử phát triển Con người thấy mối liên hệ sinh vật trái đất 57 Mã di truyền, cơng nghệ di truyền q trình cải thiện giống Thơng tin đặc tính di truyền lồi chứa đựng cấu trúc hóa học: mã di truyền  Mọi sinh vật có từ hàng trăm đến hàng ngàn gene Gene có khả chép → Con người cải biến chuyển đổi gene cho trồng vật ni cho suất phẩm chất cao  Cơng nghệ di truyền: cải biến chuyển đổi gene theo mục đích họach định →Tiềm lớn việc cải thiện loại trồng  58 Cây dại thành thức ăn  Cây độc→ thức ăn thơng qua q trình lọai bỏ gene 59 Bất hoạt gene để làm chậm chín Trái cây: mang sẵn mầm bệnh vỏ trái  Trái chín: nấm mốc phát triển cơng làm trái bị thối  Liên quan mật thiết đến mức độ chín trái thu hoạch  Ngon: trái phải đạt đến trạng thái bắt đầu chín trước thu hoạch  Vì thế: giải pháp hái xanh thu họach độ chín →Tạo giống có tốc độ chín chậm  60 Nơng nghiệp sản xuất khơng bền vững Để ni sống nhân lọai : sử dụng cách hiệu diện tích đất trồng trọt  Diện tích canh tác phải giữ ngun hay mở rộng thêm  Ngược lại: diện tích đất thu hẹp dần  61 Tạo lâu năm thay hàng niên   Để hạn chế mát đất: phát triển lâu năm Tạo ngũ cốc lâu năm thay ngũ cốc hàng niên Thơng qua đường cơng nghệ chuyển gene 62 Giới thiệu gene Thêm gene để tạo đặc tính  Nền nơng nghiệp cải biến theo hướng bền vững tương lai  ◦ Hoa màu phải hóa lại ◦ Triển vọng phát triển cho lồi dại 63 Tạo giống ăn trái     Các lồi ăn trái ngày tạo kết hợp đặc tính mà người ưa chuộng từ hoang dại Có thể tương lai: tạo loại trái hòan tồn từ việc tổng hợp gene theo mong muốn Do việc xác định gene liên quan đến đặc tính quan trọng hương thơm, vị ngọt, cấu trúc thịt trái… Ví dụ trái khơng hạt hay hạt lép… 64 65 Thực phẩm khơng đường Đặt biệt người bị bệnh tiểu đường cần ăn kiêng  Tìm gene tổng hợp chất để chuyển sang lòai thực vật mong muốn  Thu hoạch lọai thức ăn có vị tự nhiên mà khơng tăng lượng trích ly chúng để chất đường tự nhiên  66 67 Thực phẩm tương lai phong phú, đẹp mắt, an tồn      Nhờ kỹ thuật di truyền tạo chủng loại thực phẩm phong phú Động vật nương tựa vào cỏ? Do thực vật tạo lượng từ lượng mặt trời Con người phát triển hệ thống nơng nghiệp trồng lưu niên niên Các loại chứa gene kháng bệnh, kháng trùng phát triển 68  Thực phẩm tương lai đẹp mắt ◦ Do việc phát triển giống với tiêu chí kết hợp đặc tính ngon tiện nghi cải tiến nhiều  Thực phẩm nguồn gốc thực vật chiếm ưu so với thực phẩm động vật ◦ Thực phẩm từ thực vật: giảm nguy loại bệnh nguy hiểm ◦ Tạo loại hoa màu có hiệu phòng trị bệnh tốt 69 ... chitosan Tính cơng nghệ  Tính sinh lý học  12 Tính cơng nghệ    Khả kháng vi sinh vật: ◦ Chitosan ngăn cản hoạt động vi sinh vật ◦ Tác động đến nhóm vi sinh vật khác như: vi khuẩn, nấm mốc,... hợp sinh học cao với thể Có khả tự phân hủy sinh học Có nhiều tác dụng sinh học đa dạng: ◦ Khả hút nước, giữ ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, ◦ Kích thích tăng sinh. .. pháp sinh học kết hợp hóa học    Các bước : khử khống, khử protein deacetyl Cơng đoạn khử khống hiệu nhất: phương pháp hóa học Cơng đoạn khử protein deacetyl ◦ Có thể thay phương pháp sinh học