Nghiên cứu tạo màng bao gói thực phẩm từ chitosan kết hợp với gelatin

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẶNG THỊ THÚY NI NGHIÊN CỨU TẠO MÀNG BAO GÓI THỰC PHẨM TỪ CHITOSAN KẾT HỢP VỚI GELATIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (Ngành: công nghệ thực phẩm) Nha Trang – 2017 ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐẶNG THỊ THÚY NI NGHIÊN CỨU TẠO MÀNG BAO GÓI THỰC PHẨM TỪ CHITOSAN KẾT HỢP VỚI GELATIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (Ngành: công nghệ thực phẩm) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS TRANG SĨ TRUNG TS NGUYỄN TRỌNG BÁCH Nha Trang – 2017 i LỜI CẢM ƠN Trải qua bốn năm học tập nay, em hoàn thành gần xong chương trình học làm đề tài tốt nghiệp Trong suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp phòng thí nghiệm Trường Đại học Nha Trang em học hỏi thêm nhiều kiến thức đồng thời rèn luyện khả thực hành, tiếp xúc trực tiếp với công việc nghiên cứu thay học kiến thức lý thuyết ghế nhà trường từ có thêm kinh nghiệm để trang bị cho tương lai Qua em xin chân thành cảm ơn: Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, quý thầy cô Khoa Công nghệ Thực phẩm giúp em hoàn thành khóa học Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Trang Sĩ Trung, TS Nguyễn Trọng Bách ThS Nguyễn Công Minh người tận tình giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài Em xin cảm ơn thầy TS Nguyễn Văn Hòa, ThS Nguyễn Thị Đan Phượng tư vấn hỗ trợ em trình tiến hành nghiên cứu thầy ThS Nguyễn Văn Hân thầy cô giáo phụ trách phòng thí nghiệm nhiệt tình hỗ trợ hướng dẫn cho em sử dụng thiết bị phòng thí nghiệm Cuối em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ động viên tạo điều kiện để em hoàn thành tốt khóa học với đề tài Trong trình hoàn thành báo cáo em cố gắng nhiều tránh khỏi sai sót Rất mong thầy cô đóng góp ý kiến để bào báo cáo em hoàn thành tốt Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, ngày 10 tháng 07 năm 2017 Sinh viên Đặng Thị Thúy Ni ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH vii LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu màng bao gói sinh học 1.1.1 Phân loại màng sinh học 1.1.2 Tính chất ưu nhược điểm màng sinh học 1.1.3 Các ứng dụng màng sinh học 1.2 Tổng quan nguyên liệu .5 1.2.1 Chitosan 1.2.1.1 Cấu trúc chitosan 1.2.1.2 Tính chất chitosan 1.2.1.3 Ứng dụng tạo màng chitosan 1.2.2 Gelatin 10 1.2.2.1 Cấu trúc gelatin 10 1.2.2.2 Tính chất gelatin 11 1.2.2.3 Ứng dụng tạo màng gelatin 14 1.3 Tình hình nghiên cứu nước 16 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 16 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nước 18 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng nghiên cứu .21 2.1.1 Chitosan 21 2.1.2 Gelatin 21 2.2 Phương pháp nghiên cứu 22 2.2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 22 iii 2.2.1.1 Bố trí thí nghiệm tổng quát 22 2.2.1.2 Bố trí thí nghiệm chi tiết .23 2.2.2 Phương pháp phân tích tính chất lý màng 28 2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu 31 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng dung môi nồng độ chitosan đến tính chất màng chitosan 32 3.1.1 Kết nghiên cứu ảnh hưởng dung môi hòa tan chitosan đến tính chất màng chitosan 32 3.1.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ chitosan đến tính chất màng chitosan 38 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ gelatin đến tính chất màng gelatin 42 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn chitosan/gelatin đến chất lượng màng chitosan/gelatin .44 3.4 Quy trình tạo màng chitosan kết hợp với gelatin 54 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 PHỤ LỤC iv DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT PE Polyethylen PP Polyprothyline PVC polyvinyl chloride Mm Đơn vị tính milimet G Đơn vị tính gam MPa Đơn vị tính mega pascal cP Centipose mg/cm2 Khối lượng màng đơn vị diện tích µm Đơn vị micromet б Ứng suất kéo l Độ giãn dài HCl Acid clohydric DANH SÁCH KÝ HIỆU TÊN MÀNG (80/20) (60/40) C1.5_G2 (40/60) (20/80) (80/20) C1.5_G2.5 (60/40) Màng phối trộn chitosan 1,5% với gelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 80/20 Màng phối trộn chitosan 1,5% vớigelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 60/40 Màng phối trộn chitosan 1,5% với gelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 40/60 Màng phối trộn chitosan 1,5% với gelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 20/80 Màng phối trộn chitosan 1,5% với gelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 80/20 Màng phối trộn chitosan 1,5% vớigelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 60/40 v (40/60) (20/80) (80/20) (60/40) C2_G2 (40/60) (20/80) (80/20) (60/40) C2_G2.5 (40/60) (20/80) Màng phối trộn chitosan 1,5% với gelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 40/60 Màng phối trộn chitosan 1,5% với gelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 20/80 Màng phối trộn chitosan 2% với gelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 80/20 Màng phối trộn chitosan 2% vớigelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 60/40 Màng phối trộn chitosan 2% với gelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 40/60 Màng phối trộn chitosan 2% với gelatin 2% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 20/80 Màng phối trộn chitosan 2% với gelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 80/20 Màng phối trộn chitosan 2% vớigelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 60/40 Màng phối trộn chitosan 2% với gelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 40/60 Màng phối trộn chitosan 2% với gelatin 2,5% theo tỷ lệ chitosan/gelatin = 20/80 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Ảnh hưởng hệ dung môi sử dụng đến ứng suất kéo, độ giãn dài giới hạn, độ trương nở màng chitosan có độ deacetyl khác Bảng 2.1 Chỉ tiêu chất lượng mẫu chitosan 21 Bảng 3.1 Bảng kết cảm quan màu sắc trạng thái màng từ dung môi acid khác 33 Bảng 3.2 Bảng kết cảm màu sắc trạng thái màng có nồng độ chitosan tạo màng khác 39 Bảng 3.3 Bảng kết ảnh hưởng nồng độ gelatin đến màu sắc trạng thái màng gelatin 42 Bảng 3.4 Ký hiệu tên màng 45 Bảng 3.5 Kết đánh giá cảm quan tiêu màu sắc trạng thái màng 47 Bảng 3.6 So sánh tiêu khả thấm nước độ bền màng trước sau trung hòa 53 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Công thức cấu tạo chitin (a) chitosan (b) Hình 1.2 Công thức phức chitosan với kim loại Hình 1.3 Cấu trúc gelatin 10 Hình 1.4 Cấu trúc hóa học phân tử gelatin 11 Hình 1.5 Tỷ lệ (%) tương đối loại acid amin 11 Hình 1.6 Cầu nối hydrat mạch gelatin 12 Hình 1.7 (a) Viên nhộng mềm, (b) Viên bao cứng 15 Hình 2.1 Mẫu chitosan 21 Hình 2.2 Mẫu gelatin 21 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 22 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng dung môi hòa tan chitosan đến tính chất màng chitosan 23 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ chitosan đến tính chất màng chitosan 25 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ gelatin đến màng gelatin 26 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn chitosan gelatin đến màng 27 Hình 2.8 Màng chuẩn bị kiểm tra ứng suất kéo độ giãn dài 29 Hình 2.9 Thiết bị đo sức bền vật liệu instron 3366 29 Hình 2.10 Tiến hành kiểm tra tính chất lý màng, a) chuẩn bị kẹp màng vào thiết bị, b) màng bị đứt sau thực đo 30 Hình 2.11 Biểu đồ thể lực tác dụng độ giãn màng 30 Hình 3.1 Ảnh hưởng loại dung môi đến độ dày khối lượng màng chitosan 32 Hình 3.2 Biểu đồ ảnh hưởng loại dung môi đến khả thấm nước màng chitosan 34 viii Hình 3.3 Biểu đồ ảnh hưởng loại dung môi đến ứng suất kéo độ giãn dài màng chitosan 36 Hình 3.4 Biểu đồ ảnh hưởng nồng độ chitosan đến khối lượng độ dày màng chitosan 38 Hình 3.5 Biểu đồ ảnh hưởng nồng độ chitosan đến ứng suất kéo độ giãn dài màng chitosan 40 Hình 3.6 Biểu đồ ảnh hưởng nồng độ chitosan tạo màng đến độ thấm nước màng chitosan 41 Hình 3.7 Biểu đồ ảnh hưởng nồng độ gelatin đến ứng suất kéo độ giãn dài màng gelatin 43 Hình 3.8 Sơ đồ ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn chitosan/gelatin đến độ dày màng chitosan/gelatin 46 Hình 3.9 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn chitosan/gelatin đến độ thấm nước màng chitosan/gelatin 48 Hình 3.10 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn chitosan/gelatin đến ứng suất kéo màng chitosan/gelatin 49 Hình 3.11 Biểu đồ ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn chitosan/gelatin đến độ giãn dài màng chitosan/gelatin 51 Hình 3.12 a) Độ thấm nước trương nở màng trước trung hòa, b) độ thấm nước trương nở màng sau trung hòa 53 Hình 3.13 Sơ đồ qui trình tạo màng kết hợp chitosan/gelatin 55 Hình 3.14 a) bóc màng khỏi đĩa, b) sản phẩm màng hoàn thiện 56 56  Đổ màng: màng thực đĩa peptri nhựa có diện tích đáy 154 cm2 Dịch chitosan sau loại bỏ bọt khí đổ vào đĩa peptri với thể tích 25ml (có sử dụng cân phân tích để đảm bảo độ xác) Khi đổ nên thành cốc chứa dịch kề lên mặt đĩa để giảm hòa trộn với oxy Tráng hỗn hợp lên đĩa, để yên đĩa để loại bỏ vài bọt khí xuất đổ đĩa Đảm bảo đặt màng vị trí cân đảm bảo màng tạo thành có độ dày đồng  Sấy khô: sau thấy bọt khí hết, đặt đĩa vào tủ sấy đảm bảo cân Màng làm khô nhiệt độ 50oC khoảng 12 Làm khô màng dựa vào nguyên lý thoát nước thu lớp màng mỏng đĩa peptri nhựa  Trung hòa: giúp trung hòa màng muối chitosan, mùi acid acetic không gây ảnh hưởng đến thực phẩm chứa màng Màng đĩa trung hòa dung dịch NaOH 2% thời gian 30 phút màng chưa bóc khỏi đĩa Sau rửa nước cất qua lần  Làm khô: màng sau trung hòa để khô điều kiện nhiệt độ phòng có sử dụng quạt gió giúp màng nhanh khô  Thu hồi sản phẩm: sau màng khô, dùng kim nhọn cạy nhẹ vào góc thành đĩa Dùng tay kéo màng khỏi đĩa, động tác dứt khoát tránh làm rách màng Màng thu hồi bảo quản túi PE nhiệt độ thường a) b) Hình 3.14 a) bóc màng khỏi đĩa, b) sản phẩm màng hoàn thiện 57 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN Kết luận Sau thời gian thực đề tài "Nghiên cứu tạo màng bao gói thực phẩm từ chitosan kết hợp với gelatin", điều kiện cho phép thời gian sở vật chất đề tài đạt số kết nghiên cứu sau: - Lựa chọn dung môi acid acetic 1% làm dung môi hòa tan chitosan để tạo màng chitosan - Chọn nồng độ chitosan 1,5% 2% để tạo màng kết hợp, hai màng chitosan tạo thành có ứng suất kéo 76,5 MPa 91,7 MPa, độ giãn dài 10,5 mm 20,1 mm có độ thấm nước 31,5% 28,8% Hai màng có màu trắng trong, không xuất bọt khí dai, - Chọn nồng độ gelatin tạo màng kết hợp 2% 2,5%, hai màng có ứng suất kéo độ giãn dài là: 25,1 MPa, 0,76 mm 26,7 MPa, 0,88 mm hai màng có màu trắng ngà, - Tạo màng bao kết hợp từ chitosan gelatin với tỷ lệ phối trộn chitosan/gelatin lựa chọn 60/40 tương ứng với màng chitosan/gelatin chọn màng C1.5_G2.5(60/40), màng có màu sắc trắng trong, độ dày 18µm, ứng suất kéo độ giãn dài cao 56,8MPa, 18,3mm khả thấm nước thấp 39,4% Kiến nghị Những kết có thời gian làm đề tài hạn chế, cần có thêm nghiên cứu để bổ sung: - Nghiên cứu bổ sung thêm số chất phụ gia, chất kháng khuẩn nâng cao chất lượng màng - Nghiên cứu khả bao gói màng loại thực phẩm khác 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Nguyễn Trọng Bách (2004), Nghiên cứu sản xuất màng bảo quản thực phẩm từ chitosan phối hợp phụ liệu, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Nha Trang Đống Thị Anh Đào, Châu Trần Diễm Ái (2003), Tăng cường thời gian bảo quản nhãn tươi phương pháp kết hợp nhiệt độ thấp, bao bì xử lý hóa chất, Khoa Công nghệ Hóa Học Dầu Khí - Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Lê Thị Thu Hương, Trần Hậu Vương, Nguyễn Thị Bích Lan, Đặng Thị Diệu Linh (2004), Xây dựng quy trình tách chiết gelatin từ da cá basa, Báo cáo NCKH, tr 228-236 Trần Thị Luyến, Lê Thanh Long (2007), "Nghiên cứu bảo quản trứng gà tươi màng bọc chitosan kết hợp phụ gia," Tạp chí Khoa học- Công nghệ Thủy sản, Số Trần Thị Luyến (2004), Báo cáo tổng kết dự án sản xuất thử nghiệm cấp Bộ - Sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản (vỏ tôm, vỏ ghẹ), Vụ Khoa học Công nghệ GD-ĐT, mã số B2002-33-01-DA Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn (2003), Sản xuất chế phẩm kỹ thuật y dược từ phế liệu thủy sản, NXB Nông Nghiệp Bùi Văn Miên, Nguyễn Anh Trinh (2004), "Nghiên số số yếu tố ảnh hưởng đến độ dày áp suất phá vỡ màng chitosan," Tạp chí Khoa học Kỹ Thuật Nông Lâm Nghiệp, Số Bùi Văn Miên, Nguyễn Anh Trinh (2003), "Nghiên cứu tạo màng vỏ bọc chitosan ứng dụng bảo quản thủy sản," Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Nông Lâm Nghiệp, Số Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điền cộng (1996), "Sử dụng chitosan làm chất bảo quản tươi," Tạp chí hóa học, Số 3&4, tr.34 10 Nguyễn Thị Nga (2013), Thu nhận chitosan từ vỏ tôm để ứng dụng làm màng bao sinh học bảo quản thực phẩm, Đề tài nghiên cứu khoa học 11 Lê Thị Minh Thủy (2008), "Nghiên cứu chế tạo màng chitosan phối trộn gelatin làm bao bì thực phẩm ứng dụng bảo quản sản phẩm cá ngừ đại dương fillet," Tạp chí khoa học, Số 1, tr.147-153 59 12 Nguyễn Thị Lệ Thủy, Võ Thị Bích Phượng (2006), "Thiết kế màng gelatin-alginat có cố định thuốc nam ứng dụng điều trị tổn thương bỏng," tạp chí phát triển Khoa Học Công Nghệ, Tập 9, Số 13 Trang Sĩ Trung, Trần Thị Luyến, Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Thị Hằng Phương (2010), chitin – chitosan từ phế liệu thủy sản ứng dụng, nhà xuất Nông Nghiệp 14 Bùi Trần Nữ Thanh Việt, Bài giảng bao gói thực phẩm TÀI LIỆU TIẾNG ANH 15 Agustin A.T., Sompie M (2012), "the effect of acetic acid on characteristics of tuna fish skin gelatin," pp.30–31 16 Ahmed S., Ikram S (2016), "Chitosan and gelatin based biodegradable packaging films with UV-light protection," Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, vol.163, pp.115-124 17 Bangyekan C., Aht-Ong D.,Srikulkit K (2006), "Preparation and properties evaluation of chitosan-coated cassava starch films," Carbohydr Polym, vol.63, no.1, pp.61–71 18 Bonilla J., Sobral P.J.A (2016), "Investigation of the physicochemical, antimicrobial and antioxidant properties of gelatin-chitosan edible film mixed with plant ethanolic extracts," Food Bioscience, vol.16, pp.17-25 19 Bourtoom T (2008), "Plasticizer effect on the properties of biodegradable blend from rice starch-chitosan," Carbohydr Polym., vol.56, pp.339-345 20 Fakhreddin S., Rezaei M., Zandi M.,Farahmand F (2013), "Preparation and functional properties of fish gelatin – chitosan blend edible films," Food Chemistry, vol.136, no.3-4, pp.1490-1495 21 Jeon Y.J., Park P.J.,Kim S.K (2001), "Antimicrobial effect of chitooligosaccharides produced by bioreactor," Carbohydr Polym, vol.44, no.1, pp.71–76 22 Jongjareonrak A., Benjakul S., Visessanguan W., Prodpran T., et al (2006), "Characterization of edible films from skin gelatin of brownstripe red snapper and bigeye snapper," Food Hydrocoll, vol.20, no.4, pp.492–501 60 23 Jridi M., Hajji S., Ayed H.B., Lassoued I., et al (2014), "Physical, structural, antioxidant and antimicrobial properties of gelatin-chitosan composite edible film," International Journal of Biological Macromolecules 24 Kim K.M., Son J.Hwa., Kim S.k., Weller C.L., et al (2006), "Properties of Chitosan Films as a Function of pH and Solvent Type," Journal of Food Scince E: Food Engineering and Physical Properties, vol.71, no.3, pp.119-124 25 Malinowska-Pańczyk E., Staroszczyk H., Gottfried K., Kołodziejska I., et al (2015), "Antimicrobial properties of chitosan solutions, chitosan films and gelatinchitosan films," Polimery/Polymers, vol.60, no.11-12, pp.735-741 26 Pereda M., Ponce A.G., Marcovich N.E., Ruseckaite R.A., et al (2011), "Food Hydrocolloids Chitosan-gelatin composites and bi-layer films with potential antimicrobial activity," Food Hydrocoll, vol.25, no.5, pp.1372–1381 27 Qiao C., Ma X., Zhang J.,Yao J (2017), "Molecular interactions in gelatin/chitosan composite films," Food Chem, vol.235, pp.45-50 28 Rao M.S., Kanatt S.R.,Chawla S.P (2010), "Chitosan and guar gum composite films: Preparation, physical, mechanical and antimicrobial properties," Carbohydr Polym, vol.82, no.4, pp.1243-1247 29 Rao M.S., Nyeih K.A., Trung T.S.,Stevens W.F (2007), "Optimum parameters for production of Chitin and Chitosan from Squilla (S empusa)," Journal of Applied Polymer Science, vol.103, pp.3694-3700 30 Seyfarth F., Schliemann S., Elsner P.,Hipler U.C (2008), "Antifungal effect of high- and low-molecular-weight chitosan hydrochloride, carboxymethyl chitosan, chitosan oligosaccharide and N-acetyl-d-glucosamine against Candida albicans, Candida krusei and Candida glabrata," International Journal of Pharmaceutics, vol.353, no.1-2, pp.139–148 31 Shahram E., Sadraie S.H., Kaka G., Khoshmohabat H., et al (2013), "Evaluation of chitosan-gelatin films for use as postoperative adhesion barrier in rat cecum model," International Journal of Surgery, vol.11, no.10, pp.1097-1102 61 32 Sobral P.J.A., Menegalli F.C., Hubinger M.D.,Roques M.A (2001), "Mechanical, water vapor barrier and thermal properties of gelatin based edible films," Food Hydrocolloids, vol.15, no.4, pp.423-432 33 Tripathi S.,Mehrotra G.K (2008), "Chitosan based antimicrobial films for food packaging applications," e-polymers, no.093, pp.1-7 34 Trung T.S., Thein-Han W.W., Qui N T., Ng C.H., et al (2006), "Functional characteristics of shrimp chitosan and its membranes as affected by the degree of deacetylation.," Bioresource Technology, vol.97, pp.659-663 35 Vanin F.M., Sobral P.J.A., Menegalli F.C., Carvalho R.A., et al (2005), "Effects of plasticizers and their concentrations on thermal and functional properties of gelatin-based films," Food Hydrocolloids, vol.19, no.5, pp.899-907 62 PHỤ LỤC A CÁC TIÊU CHUẨN KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG MẪU CHITOSAN Xác định màu sắc Màu sắc chitosan kiểm tra phương pháp cảm quan Chitosan có màu trắng ngà đạt yêu cầu Xác định hàm lượng ẩm hàm lượng tro (AOAC, 1990) Cốc sấy sấy nhiệt độ 105oC (đến khối lượng không đổi) Làm nguội cốc sấy bình hút ẩm Cân xác định khối lượng cốc sấy m1 Cho mẫu vào cốc sấy cân khối lượng m2 Sấy mẫu 105oC 24 sau cân xác định khối lượng m3 (AOAC, 1990) Hàm lượng ẩm xác định theo công thức (tất khối lượng xác định tính theo g): % 𝐻à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 ẩ𝑚 = 𝑚2 − 𝑚3 ∗ 100 𝑚2 − 𝑚1 Mẫu sau xác định độ ẩm đem nung 600oC, Để nguội bình hút ẩm Cân xác định khối lượng m4 Hàm lượng tro tính: % 𝐻à𝑚 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑡𝑟𝑜 = 𝑚4 − 𝑚1 ∗ 100 𝑚2 − 𝑚1 Trong đó: M1: khối lượng cốc sấy sấy khô (g) M2: khối lượng cốc sấy + mẫu trước sấy (g) M3: khối lượng cốc sấy + mẫu sau sấy (g) M4: khối lượng cốc sấy + mẫu sau nung làm nguội (g) Xác định độ hòa tan theo phương pháp lọc Phương pháp thực dựa nguyên lý chitosan hòa tan acid acetic loãng chitin tạp chất khác không hoàn toàn Cân xác m (g) chitosan hòa tan acid acetic 1%, khuấy 30 phút chitosan tan hoàn toàn Lọc dung dịch qua giấy lọc rửa lại nước cất, đem sấy khô đến khối lượng không đổi ta xác định độ hòa tan chitosan 63 𝑋= (𝑚2 − 𝑚1) ∗ 100 𝑚 Trong đó: X: độ hòa ta chitosan m2: khối lượng giấy lọc + tạp chất m1: khối lượng giấy lọc trước sấy m: khối lượng chitosan Xác định độ nhớt chitin chitosan [13] Độ nhớt chitosan xác định nhớt kế Brookfield, model RVT Dung dịch chitosan 1% hòa tan acid acetic 1% Tiến hành đo độ nhớt spin số 2, tốc độ 30 vòng/phút nhiệt độ phòng, đơn vị tính centipoise Xác định độ deacetyl chitosan phương pháp UV [13] 5.1 xây dựng đường chuẩn N-acetyl glucosamine Hòa tan 0,1105g N-acetyl glucosamine 10ml H3PO4 dung dịch có nồng độ 0,05M Lấy 2ml dung dịch định mức nước cất đến 100ml thu dung dịch có nồng độ 0,001M Pha dung dịch thành dung dịch có nồng độ sau: 0,0001; 0,0002; 0,0004; 0,0008; 0,001M Từ dãy nồng độ vừa pha trên, đo OD bước sống 210nm để xây dựng đường chuẩn N-acetyl glucosamine 5.2 chuẩn bị mẫu chitosan Hòa tan 0,1g chitosan 20ml H3PO4 85%, khuấy đảo 60oC 40 phút Lấy 10ml dung dịch định mức nước cất đến 100ml, ủ dung dịch vừa pha 60oC Sau ủ đo OD bước sóng 210nm Kết ta tiến hành thay vào đường chuẩn N- acetyl glcosamine để tính lượng N- acetyl glcosanmine 5.3 Xác định kết Độ deacetyl chitosan tính theo công thức sau: 64 𝐷𝐷 = 100 ∗ (1 − 𝜇𝑚𝑜𝑙𝐺𝑙𝑐𝑁𝐴𝐶 = 𝜇𝑚𝑜𝑙𝐺𝑙𝑐𝑁𝐴𝐶 ) 𝜇𝑚𝑜𝑙𝐺𝑙𝑐𝑁𝐴𝐶 + 𝜇𝑚𝑜𝑙𝐺𝑙𝑐 𝑤 − (𝜇𝑚𝑜𝑙𝐺𝑙𝑐𝑁𝐴𝐶 ∗ 0.20321) 0.16117 Trong đó: W: khối lượng mẫu khô tuyệt đối 𝜇mol Gel NAC: hàm lượng N-acetyl glucosanmine xác định theo đường chuẩn 𝜇mol Gel: hàm lượng glucosamine Xác định phân tử chitosan phương pháp đo độ nhớt Trọng lượng phân tử trung bình chitosan xác định theo phương pháp đo độ nhớt nội Robert G.A.F et al (1982) Mẫu chitosan hòa tan dung dịch 0,1M acid acetic, 0,2 M NaCl, độ nhớt nội dung dịch chitosan xác định qua hệ mao quản nhớt kế Ostwald Phân tử lượng trung bình chitosan xác định theo phương trình Mark Houwink công thức: [𝜇] = 𝐾𝑀𝑎 Trong đó: [𝜇]: độ nhớt nội dung dịch chitosan K a số phụ thuộc vào dung môi, K= 1,81 × 10-3 a =0,93 (đối với hệ dung môi 0,1M acid acetic 0,2M NaCl) Có thể biểu diễn: [𝜇] = 1,81 ∗ 10−3 ∗ 𝑀0,93 M: khối lượng phân tử trung bình nhớt chitosan 65 B MỘT SỐ THIẾT BỊ CHÍNH, DỤNG CỤ VÀ HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI TT Tên thiết bị Tên dụng cụ Tên hóa chất Thước đo độ dày pan-me Đĩa peptri nhựa Acid acetic Thiết bị đo độ nhớt nội Cốc thủy tinh chịu nhiệt Thiết bị đo độ nhớt Micropipet: 10-100µl, Brookfield 100-1000µl Thiết bị đo sức bền vật liệu instron 3366 Bình định mức Natri hydroxit Acid photphoric Acid lactic Máy ly tâm Acid formic Tủ sấy Acid clohydric Cân điện tử Tủ nung 66 C HÌNH ẢNH MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG VÀ THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA THIẾT BỊ Thước đo độ dày Loại thước: pan –me đo Xuất xứ: Japan Hãng sản xuất: Mitutoyo Độ chia (mm): 0,001 Kích thước lớn đo (mm): 25 Thiết bị đo sức bền vật liệu instron 3366 Hãng sản xuất: instron –Mỹ Models: 3366 Công suất: 10kN (2,250 lbf) Maximum speed 500 mm/min (20 in/min) 1193 mm (47in) vertical test space Phần mềm xử lý: Bluehill lite Thiết bị đo độ nhớt nội Thiết bị đo độ nhớt Brookfield, model RVT PHỤ LỤC A BIỂU ĐỒ ĐO CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ MÀNG KẾT HỢP CHITOSAN/GELATIN CG1.5_2.5 (80/20) CG1.5_2.5 (40/60) CG1.5_2 (80/20) CG1.5_2 (40/60) CG1.5_2.5 (60/40) CG1.5_2.5 (20/80) CG1.5_2 (60/40) CG1.5_2 (20/80) CG2_2.5 (80/20) CG2_2.5 (40/60) CG2_2 (80/20) CG2_2 (40/60) CG2_2.5 (60/40) CG2_2.5 (20/80) CG2_2 (60/40) CG2_2 (20/80) B KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ MÀNG CHITOSAN KẾT HỢP VỚI GELATIN THỂ HIỆN Ở DẠNG BẢNG Các thí nghiệm đo tiêu lý màng lặp lại lần, kết phân tích xử lý với Mean giá trị trung bình lần lặp, SD độ lệch chuẩn kết Kết đo ứng suất kéo, khả thấm nước, độ giãn dài độ dày thể bảng sau: Bảng Kết đo khả hút ẩm màng kết hợp chitosan/gelatin với tỷ lệ phối trộn khác KHẢ NĂNG HÚT ẨM (%) MẪU Tỷ lệ 80/20 Tỷ lệ 60/40 Tỷ lệ 40/60 Tỷ lệ 20/80 Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD C1.5_G2 42,62 2,37 52,22 2,62 48,72 3,36 64,94 1,84 C1.5_G2.5 45,51 3,38 39,44 4,71 76,96 3,07 86,26 0,78 C2_G2 52,49 3,87 55,46 2,70 69,20 3,96 80,36 2,53 C2_G2.5 48,50 3,54 52,42 3,42 65,29 2,50 89,82 3,13 Bảng Kết đo ứng suất kéo màng kết hợp chitosan/gelatin với tỷ lệ phối trộn khác ỨNG SUẤT KÉO (MPa) MẪU Tỷ lệ 80/20 Tỷ lệ 60/40 Tỷ lệ 40/60 Tỷ lệ 20/80 Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD C1.5_G2 58,54 2,88 43,51 2,87 39,11 2,64 39,79 4,76 C1.5_G2.5 53,23 2,87 56,76 2,71 47,15 2,66 43,28 4,23 C2_G2 69,69 2,64 55,22 3,69 38,62 2,52 43,23 0,36 C2_G2.5 65,46 4,76 63,48 5,25 53,51 4,51 38,53 4,76 Bảng Kết đo độ giãn dài màng kết hợp chitosan/gelatin với tỷ lệ phối trộn khác ĐỘ GIÃN DÀI (mm) MẪU Tỷ lệ 80/20 Tỷ lệ 60/40 Tỷ lệ 40/60 Tỷ lệ 20/80 Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD C1.5_G2 13,56 2,55 9,76 2,19 8,49 2,64 8,84 2,03 C1.5_G2.5 12,03 1,35 18,29 0,10 13,64 2,56 12,91 1,11 C2_G2 16,77 3,70 16,08 3,24 13,60 0,90 13,97 0,96 C2_G2.5 15,53 0,44 12,24 1,80 11,44 1,50 11,19 1,28 Bảng Kết đo độ dày màng kết hợp chitosan/gelatin với tỷ lệ phối trộn khác ĐỘ DÀY (µm) MẪU Tỷ lệ 80/20 Tỷ lệ 60/40 Tỷ lệ 40/60 Tỷ lệ 20/80 Mean SD Mean SD Mean SD Mean SD C1.5_G2 17,90 1,40 17,60 1,50 11,00 1,48 8,50 0,90 C1.5_G2.5 19,67 0,85 18,33 0,65 12,57 3,20 8,56 1,02 C2_G2 23,33 1,19 20,03 1,82 16,67 1,08 11,33 0,30 C2_G2.5 22,53 2,40 20,00 2,16 15,00 0,30 12,00 1,48 ... Nghiên cứu tạo màng bao gói thực phẩm từ chitosan kết hợp với gelatin thực Mục đích đề tài Tạo màng chitosan kết hợp với gelatin Nội dung đề tài - Nghiên cứu ảnh hưởng dung môi nồng độ chitosan đến... Trang có nghiên cứu chế tạo màng chitosan kết hợp với phụ liệu khác để ứng dụng bảo quản sản phẩm giảm giá thành màng bao: - Nghiên cứu chế tạo màng bao chitosan – gelatin ứng dụng bao gói cá ngừ... khoa học cho việc kết hợp gelatin chitosan để tạo màng bao gói thực phẩm Ý nghĩa thực tiễn đề tài Sản phẩm đề tài có khả ứng dụng để tạo màng bao gói số loại thực phẩm sản phẩm khô, rau quả…có