Nghiên cứu tạo chế phẩm chitosan – nano bạc ứng dụng trong bảo quản quả sau thu hoạch tt

Tại Việt Nam đã có những nghiên cứu riêng rẽ về tác dụng của chitosan và nano bạc, nhưng chưa có nhiều công bố về tác dụng phối hợp của hai hoạt chất, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo quản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Công trình được hoàn thành tại:

Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Người hướng dẫn khoa học: PGS TS Hồ Phú Hà

Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ………

Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:

1 Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội

2 Thư viện Quốc gia Việt Nam

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của luận án

Sản xuất trái cây đóng vai trò quan trọng trong sản xuất nông nghiệp ở Việt Nam Các số liệu thống kê cho thấy, cây ăn quả phát triển đều hàng năm về cả diện tích, sản lượng và giá trị xuất khẩu Các loại cây ăn quả chính ở Việt bao gồm chuối, cam, quýt, nhãn, vải, xoài, thanh long, bưởi, sầu riêng và chôm chôm Tuy nhiên, ở Việt Nam, tổn thất sau thu hoạch rau quả tươi là cao (trung bình hàng năm 25 – 30%) Chính vì vậy, cần ứng dụng công nghệ bảo quản duy trì về chất lượng và số lượng rau củ quả sau thu hoạch

Các phương pháp bảo quản rau quả hiện nay trên thế giới dựa vào hai nguyên

lý chính: hạn chế biến đổi do vi sinh vật và hạn chế biến đổi sinh lý bất lợi Đến nay, trên thế giới có nhiều phương pháp bảo quản rau quả tươi phổ biến gồm hạn chế các biến đổi sinh lý của rau củ quả gồm: khí quyển kiểm soát (CA), khí quyển điều chỉnh (MA), phủ màng; hạn chế hoạt động của vi sinh vật gồm: xử lý hóa chất, nhiệt độ Nghiên cứu của nhóm tác giả là một biến thể của MA, lớp màng tạo ra trên bề mặt quả là một loại bao bì có tác dụng điều chỉnh sự trao đổi khí qua màng dẫn tới làm chậm quá trình hô hấp tạo ra những biến đổi sinh lý cho bảo quản rau quả

Trong các hợp chất tự nhiên thì Chitosan đặc biệt được quan tâm do là polyme tự nhiên, có khả năng tạo màng, hạn chế trao đổi khí O2 tốt, có khả năng kháng khuẩn tự nhiên, đồng thời màng tạo ra bởi chitosan có đặc tính bền nước,

dễ áp dụng trên đối tượng rau củ quả Tại Việt Nam, chitin (chitosan là sản phẩm deacetyl hóa chitin) là chất thải của công nghiệp chế biến thủy sản Vì vậy, nếu khai thác và sử dụng hiệu quả chitosan không chỉ có lợi cho tận dụng tài nguyên

mà còn xử lý ô nhiễm môi trường Hiện nay, chitosan đang được sử dụng với tính chất tạo màng là chính Các nghiên cứu trên thế giới có xu hướng ứng dụng là tạo

ra các chế phẩm từ chitosan có bổ sung các chất hóa học diệt vi sinh vật để tăng hiệu quả ứng dụng

Trong số các chất hóa học, chất diệt nấm tự nhiên, gần đây được sử dụng nhiều là các hợp chất nano như: nano Ag, TiO2, Nano Bạc có đặc tính kháng vi sinh vật cao, sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, môi trường, y tế, thực phẩm Đã có nhiều nghiên cứu chứng minh nano bạc tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật gây thối hỏng rau củ quả Tại Việt Nam đã có những nghiên cứu riêng rẽ

về tác dụng của chitosan và nano bạc, nhưng chưa có nhiều công bố về tác dụng phối hợp của hai hoạt chất, đặc biệt là trong lĩnh vực bảo quản rau quả

Xuất phát từ những lí do trên, chúng tôi lựa chọn đề tài “Nghiên cứu tạo chế phẩm chitosan – Nano Bạc ứng dụng trong bảo quản quả sau thu hoạch”

2 Mục tiêu nghiên cứu

• Nghiên cứu tạo ra chế phẩm chitosan – nano bạc, có khả năng ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, đồng thời đánh giá được khả năng kháng vi sinh vật gây

bệnh, gây hư hỏng điển hình

• Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan – nano bạc trong bảo quản quả sau thu hoạch, hướng tới sử dụng rộng rãi chế phẩm trong các lĩnh vực thực phẩm, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, nâng cao sức khỏe cộng đồng

3 Nội dung nghiên cứu

ND 1: Nghiên cứu chế tạo và tinh sạch chế phẩm chitosan, chế tạo chế phẩm nano bạc và đánh giá khả năng kháng vi sinh vật của từng chế phẩm thu được

ND 2: Nghiên cứu phương pháp phối hợp chitosan – nano bạc nhằm nâng cao hiệu quả kháng vi sinh vật và xác định khả năng kháng vi sinh vật của chế phẩm

ND 3: Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản thực phẩm (Vải thiều Lục Ngạn, cam sành Hà Giang và bưởi Diễn)

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

5 Những điểm mới của luận án

- Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam tạo ra chế phẩm chitosan– nano bạc có khả năng kháng vi sinh vật và ứng dụng trong bảo quản quả sau thu hoạch

- Đây là công trình đầu tiên tại Việt Nam ứng dụng chế phẩm chitosan-nano bạc trong bảo quản quả vải thiều, cam sành Hà Giang, bưởi Diễn đạt được thời gian bảo quản lần lượt từ 25 – 90 ngày, bảo đảm an toàn cho sức khỏe người sử dụng

6 Bố cục của luận án

Luận án được trình bày trong 118 trang với 26 bảng và 60 hình Mở đầu (3 tr.); Chương 1 Tổng quan (27 tr.); Chương 2 Vật liệu và phương pháp nghiên cứu (15 tr.); Chương 3 Kết quả và thảo luận (69 tr.); Kết luận và kiến nghị (2 tr.); 183 tài liệu tham khảo và phần phụ lục

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm của chitin/chitosan bao gồm 05 tiểu mục 1.1.1 Chitosan 1.1.2 Sản

xuất chitosan bao gồm phương pháp hoá học, sinh học và kết hợp phương pháp hoá học-sinh học cũng như tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 1.1.3 Các tính chất của chitosan bao gồm tính chất vật lý, hoá học và sinh học 1.1.4 Đặc tính kháng

vi sinh vật của chitosan giới thiệu về khả năng kháng vi sinh vật, các yếu tố ảnh hưởng và cơ chế kháng vi sinh vật của chitosan 1.1.5 Ứng dụng của chitosan trong bảo quản rau quả tươi

1.2 Tổng quan về nano bạc bao gồm 05 tiểu mục 1.2.1 Giới thiệu về công nghệ

nano 1.2.2 Tính chất lý học của hạt nano bạc 1.2.3 Tổng hợp hạt nano bạc 1.2.4 Đặc tính kháng vi sinh vật của nano bạc bao gồm khả năng kháng, các yếu tố ảnh hưởng và cơ chế kháng vi sinh vật của nano bạc 1.2.5 Ứng dụng của nano bạc trong bảo quản rau quả tươi

1.3 Ứng dụng của nano bạc kết hợp với các loại màng và màng chitosan trong bảo quản thực phẩm bao gồm 04 tiểu mục 1.3.1 Ứng dụng của nano bạc

kết hợp với màng polyme không phân hủy sinh học 1.3.2 Ứng dụng của nano bạc kết hợp với màng polymer phân hủy sinh học 1.3.3 Ứng dụng của nano bạc kết hợp với màng chitosan trong bảo quản thực phẩm 1.3.4 Sự giải phóng nano bạc từ màng bao vào thực phẩm

1.4 Giới thiệu một số loại quả sử dụng trong nghiên cứu và phương pháp bảo quản quả tại Việt Nam bao gồm 02 tiểu mục 1.4.1 Tình hình sản xuất và

xuất khẩu quả tại Việt Nam, giới thiệu về các loại quả dùng trong nghiên cứu (vải, cam, bưởi) và những biến đổi của quả sau thu hoạch 1.4.2 Một số phương pháp bảo quản quả sau thu hoạch bao gồm công nghệ (CN) bảo quản bằng phương pháp xử lý nhiệt, CN bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển và CN bảo quản bằng hoá chất

CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu nghiên cứu

Phế liệu tôm sú được lấy từ Công ty cổ phần xuất nhập khẩu thủy sản Thành phố

Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh và bảo quản ở -20oC cho đến khi sử dụng

Chủng vi sinh vật sử dụng trong nghiên cứu bao gồm:

Vi khuẩn: Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella enterica subsp enterica Typhimurium ATCC 14028, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Bacillus cereus ATCC 13061; Lactobacillus plantarum NCDN4 được cung cấp bởi Bộ môn Công nghệ sinh học Vi sinh-Viện Công nghiệp Thực phẩm

Nấm men: Saccharomyces cerevisiae từ chế phẩm CK S102 (Springer Oenologie)

và hai chủng Saccharomyces sp BM, Pichia từ PTN Bộ môn Vi Hóa

sinh-Sinh học phân tử, Viện CNSH – CNTP, ĐHBKHN

Nấm mốc: Asperillus niger D15 (PTN Bộ môn Vi sinh-Hóa sinh-Kỹ thuật di truyền, Viện CNSH-CNTP, ĐH Bách Khoa Hà Nội) và Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Alternaria sp (Viện vi sinh vật và công nghệ sinh học,

ĐH Quốc Gia Hà Nội)

Các loại quả sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: Vải Lục Ngạn (Bắc Giang),

Cam Sành Hà Giang, và Bưởi Diễn

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Nội dung và phương pháp thực nghiệm

2.2.1.1 Phương pháp tạo chế phẩm chitosan

2.2.1.2 Phương pháp tinh sạch chitosan

2.2.1.3 Phương pháp tạo nano bạc và xác định tính chất hạt bằng SEM, TEM

Tiến hành bố trí thí nghiệm như sau:

a Thí nghiệm 1: Nghiên cứu các chế độ tiền xử lý tới nguyên liệu

Mục đích của thí nghiệm là tìm ra chế độ (CĐ) tiền xử lý tốt nhất đánh dấu là CĐ* và được sử dụng trong các thí nghiệm tiếp theo

Đối với quả vải, sử dụng 4 CĐ bao gồm: CĐ1-V: xử lý axit citric 5% trong 2 phút; CĐ2-V: Xử lý axit HCl 1% trong 2 phút; CĐ3-V: chần 40oC trong 30 phút, sau đó ngâm nước đá; ĐC-V: Đối chứng (không xử lý)

Đối với quả cam, sử dụng 3 CĐ, bao gồm: CĐ1-C: Chần trong nước 48oC trong thời gian 4 phút; CĐ2-C: Dùng khăn vải lau sơ bộ bề mặt quả cam, sau đó nhúng CaCl2 1% trong 3 phút; ĐC-C: Đối chứng

Đối với quả bưởi, sử dụng 3 CĐ, bao gồm: CĐ1-B: Xử lý bằng nước sạch, quét vôi cuống bưởi; CĐ2-B: làm sạch, sau đó nhúng CaCl2 1% trong 3 phút, quét vôi

chitosan-CT thí nghiệm: CĐ* + nồng độ chế phẩm chitosan – nano bạc

Đối với quả vải, sử dụng 7 CT bao gồm: CT1-V: chitosan 0,75%-nano bạc 1,5625 ppm; CT2-V: chitosan 0,75%-nano bạc 3,125 ppm; CT3-V: chitosan 1,0%-nano bạc 0,391 ppm; CT4-V: chitosan 1,0%-nano bạc 0,78125 ppm; CT5-V: chitosan 1,0%-nano bạc 1,5625 ppm; CT6-V: chitosan 1,0%-nano bạc 3,125 ppm; ĐC-V: Đối chứng

Đối với quả cam, sử dụng 6 CT, bao gồm: CT1-C: chitosan 0,75%-nano bạc 3,125ppm; CT2-C: chitosan 1,0%-nano bạc 3,125ppm; CT3-C: chitosan 1,25%-nano bạc 3,125ppm; CT4-C: chitosan 1,5%-nano bạc 3,125ppm; CT5-C: chitosan 2,0%-nano bạc 3,125ppm; ĐC-C: Đối chứng

Đối với quả bưởi, sử dụng 6 CT, bao gồm: CT1-B: chitosan 0,75%-nano bạc 3,125ppm; CT2-B: chitosan 1,0%-nano bạc 3,125ppm; CT3-B: chitosan 1,25%-nano bạc 3,125ppm; CT4-B: chitosan 1,5%-nano bạc 3,125ppm; CT5-B: chitosan 2,0%-nano bạc 3,125ppm; ĐC-B: Đối chứng

Pha các công thức với nồng độ như trên sau đó tiến hành nhúng quả đã xử lý vào dung dịch đã pha và để khô trong điều kiện bình thường

c Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian bảo quản

Mục đích của thí nghiệm là tìm ra nhiệt độ thích hợp kéo dài thời gian bảo quản, giảm thiểu tối đa tổn thất về chất lượng cũng như số lượng Kết hợp hai thí

2.2.2.5 Phân tích hàm lượng axit tổng số bằng phương pháp trung hòa

2.2.2.6 Xác định màu của quả

2.2.2.7 Xác định hàm lượng đường và chất khô tổng số

2.2.2.8 Xác định lượng tồn dư nano bạc trong quả vải bằng phổ hấp thụ nguyên

Hình 3.1 Quy trình sản xuất chitosan sinh học

3.1.1 Phương pháp tạo chế phẩm chitosan có độ deacetyl hoá cao

Chitin được tạo từ phết liệu tôm bằng phương pháp sinh học đã được nghiên cứu kết hợp với đề tài KC07.TN01/11-15-16 và dự án sản xuất thử nghiệm cấp bộ

mã số B2014-01-08DA mà tác giả là thành viên chính Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ deacetyl cao sẽ rút ngắn thời gian deacetyl và cho độ DDA cao hơn Tuy nhiên nhiệt độ cao làm cho chitin có màu ngả vàng Quá trình deaxetyl tại

121oC trong 20 phút 2 lần để ứng dụng vào quy trình sản xuất chitosan Quy trình sản xuất chitosan được giới thiệu ở hình 3.1

3.1.2 Đặc tính chế phẩm chitosan tinh sạch

Chitosan thô có độ DDA 89% được sản xuất bằng phương pháp sinh học được làm sạch theo 2 phương pháp: sấy đông khô (CA1) và sấy đối lưu (CA2) CA1, CA2 tinh sạch đều có DDA lớn hơn 93%, có màu trắng sáng

3.1.3 Khả năng kháng vi sinh vật của chitosan

3.1.3.1 Ảnh hưởng của pH đệm pha chitosan đến khả năng phát triển của vi sinh vật

Hoạt động kháng khuẩn của chitosan bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi pH Nghiên cứu tiến hành xác định ảnh hưởng của pH đệm đến khả năng phát triển của vi sinh vật, từ đó lựa chọn được giá trị pH đệm thích hợp để pha loãng chitosan cho nghiên cứu Từ kết quả thực nghiệm chúng tôi lựa chọn chitosan dạng rắn được

pha trong đệm acetat pH 5,5 đối với vi khuẩn E coli, S Typhimurium và B cereus; pH 6,5 đối với vi khuẩn S aureus; pH 5 đối với nấm men S cerevisiae, Saccharomyces sp BM và Pichia sp.; và nấm mốc A niger, P digitatum, P expansum, Alternaria sp thì không ảnh hưởng đến sự phát triển của vi sinh vật

3.1.3.2 Khả năng kháng vi khuẩn của chitosan

Hoạt tính kháng vi khuẩn của chitosan được xác định theo phương pháp đối kháng trong dịch nuôi cấy lỏng

Bảng 3.1: Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC, %) của chitosan đối với vi khuẩn

E coli 0,25  0 0,0625  0

S Typhimurium 0,25  0 0,0625  0

S aureus 0,0156  0 0,0156  0

B cereus 0,25  0 0,375  0 Bảng 3.1 cho thấy hai chế phẩm chitosan thể hiện khả năng kháng đối với cả

4 vi khuẩn kiểm định, vi khuẩn Gram (+) nhạy cảm với chitosan hơn so với vi khuẩn Gram (-) Chitosan CA2 có khả năng kháng khuẩn tốt hơn CA1 do sự khác

nhau về DDA và khối lượng phân tử trung bình

3.1.3.3 Khả năng kháng nấm men của chitosan

Kết quả về khả năng kháng nấm men của hai chế phẩm chitosan được thể hiện trên bảng 3.2 Hai loại chitosan đều ức chế hiệu quả ba nấm men nghiên cứu,

chitosan CA2 có khả năng kháng nấm men tốt hơn CA1

Bảng 3.2: Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC, %) của chitosan đối với nấm men

S cerevisiae 0,25  0 0,125  0

Saccharomyces sp BM 0,25  0 0,125  0

Pichia 0,0625  0 0,03125  0

3.1.3.4 Khả năng kháng nấm mốc của chitosan

Kết quả về khả năng kháng nấm mốc A niger, P digitatum, P expansum và Alternaria sp của chitosan được thể hiện trong bảng 3.3 Chitosan không ức chế

hoàn toàn được sự phát triển của bào tử nấm mốc

Bảng 3.3: Nồng độ diệt nấm tối thiểu (MFC, %) của chitosan đối với nấm mốc

Nghiên cứu lựa chọn chế phẩm chitosan CA2 (sấy đối lưu 50 o C) để thực hiện các nghiên cứu tiếp theo

3.2 Một số cải tiến trong quá trình tổng hợp keo nano bạc làm nguyên liệu cho chế tạo chế phẩm chitosan-nano bạc

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đặc tính của dung dịch keo nano bạc

Nhiệt độ khử bạc được điều chỉnh trong dải 80; 85; 90oC và kết quả cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của hạt keo nano bạc Nhiệt độ 85oC được lựa chọn do ở nhiệt độ này, hạt nano bạc tạo ra có kích thước nằm trong khoảng

20 – 60 nm theo yêu cầu của nghiên cứu (Hình 3.2)

3.2.2 Ảnh hưởng của tốc độ nhỏ dịch đến tính chất của hạt nano bạc

Hình 3.2 Dung dịch keo nano

bạc ở nhiệt độ khử 85 o C

Hình 3.3: Nano bạc nhỏ TSC 10 phút

Hình 3.4: Nano bạc nhỏ TSC 45 phút

Thời gian nhỏ dịch TSC ảnh hưởng đến quá trình hình thành kích thước hạt và phân bố hạt Khi thời gian nhỏ dịch 10 phút, các hạt nano bạc tạo thành những đám lớn (hình 3.3) Khi thời gian nhỏ dịch 45 phút, các hạt nano bạc tách rời nhau, hạt nano bạc được phân tán một cách đồng đều trong dung dịch, TSC bao quanh hạt nano bạc rời rạc giúp giảm xu hướng kết lại thành khối (hình 3.4)

Hình 3.7: Ảnh chụp TEM của nano bạc

Quá trình chế tạo sử dụng TSC làm tác nhân khử, bọc hạt nano bạc Dung dịch hạt có màu vàng sậm đồng nhất, không xuất hiện kết tủa trong thời gian lưu trữ sau 1 tháng (hình 3.5) Dung dịch bạc sau khi chế tạo có nồng độ 100 ppm Cường độ hấp thụ của dung dịch hạt nano bạc có đỉnh hấp thụ là 425 nm, kích thước hạt tương đối đồng đều trong khoảng 20-60 nm, hạt phân tán đều trong dung dịch (hình 3.6, hình 3.7) Do vậy, nghiên cứu lựa chọn chế tạo dung dịch nano bạc theo phương pháp chậm (tốc độ nhỏ dịch 10s/giọt/0,02 mL tương ứng thời gian 45 phút)

3.2.2 Khả năng kháng vi sinh vật của nano bạc

Nano bạc có khả năng kháng lại vi khuẩn và nấm men kiểm nghiệm với giá trị MIC dao động từ 6,25 – 12,5 ppm (Bảng 3.4) Giá trị MFC đối với nấm mốc là

50 ppm (Bảng 3.5) Tương tự như chitosan, nano bạc thể hiện khả năng kháng khuẩn tốt hơn đối với Gram (+) so với Gram (-), nguyên nhân là do sự khác biệt

về thành tế bào vi khuẩn (Zhang và cs 2017)

Bảng 3.4: MIC của nano bạc đối với vi khuẩn và nấm men

đồng thời có khả năng ức chế và vận chuyển oxy của chúng vào bên trong tế bào

vi khuẩn (Zhang và cs 2017) Nano bạc cũng có thể tích tụ trên màng tế bào vi khuẩn gây ra sự gia tăng đáng kể tính thấm màng, dẫn đến sự rò rỉ các chất nội bào Đồng thời các hạt bạc có kích thước nhỏ chui vào trong tế bào, kết hợp với các enzym hay ADN gây bất hoạt enzym hoặc làm thay đổi cấu trúc ADN của tế bào vi sinh vật dẫn đến gấy chết tế bào

Bảng 3.5: Khả năng kháng nấm mốc (MFC, ppm) của nano bạc

Công thức phối trộn chitosan - nano bạc được thể hiện ở bảng 3.6

Bảng 3.6: Công thức phối trộn phức hợp chitosan – nano bạc

Công thức

¼ MIC nano bạc

¼ MIC chitosan +

½ MIC nano bạc

½ MIC chitosan +

¼ MIC nano bạc

½ MIC chitosan +

½ MIC nano bạc

0

Chế phẩm chitosan – nano bạc tạo ra có màu vàng trong, không vẩn đục, dịch đồng đều về cấu trúc (hình 3.8) Các hình ảnh TEM thu được cho thấy hạt nano bạc bám trên bề mặt của chitosan, phân bố đều trong chế phẩm, không

có dấu hiệu tập hợp lại (hình 3.9)

Khả năng kháng E coli không thay đổi theo thời gian Như vậy, chế phẩm tạo ra

có khả năng bảo quản trong 6 tháng, không nhận thấy sự biến đổi về cấu trúc và

đặc tính sinh hóa

3.3.2 Khả năng kháng vi sinh vật của phức hợp chitosan-nano bạc

3.3.2.1 Khả năng kháng khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc

Kết quả về khả năng kháng khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc đến vi khuẩn kiểm nghiệm được thể hiện trong bảng 3.7

Bảng 3.7: Khả năng kháng vi khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc

Chú thích: (+): Xuất hiện khuẩn lạc; (-): Không xuất hiện khuẩn lạc; ĐC: Đối chứng (đệm acetate)

Khả năng kháng khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc phụ thuộc nhiều vào

sự thay đổi nồng độ nano bạc hơn là sự thay đổi của nồng độ chitosan Trong tất

cả các thí nghiệm, tương tác kháng khuẩn của phức hợp chitosan-nano bạc đối với các chủng kiểm nghiệm là tương tác cộng hợp, tức là nồng độ của cả hai chất đều giảm đi so với khi sử dụng riêng rẽ Cụ thể, nồng độ kháng khuẩn của chitosan và nano bạc tương ứng giảm đi 2 lần và 4 lần so với khi sử dụng riêng rẽ

Ảnh hưởng của phức hợp chitosan-nano bạc đến các chủng vi khuẩn kiểm

nghiệm định B cereus, E coli và S aureus chụp bằng TEM được giới thiệu trong hình 3.10 Đối với B cereus, chùm hạt nano bạc tồn tại trong huyền dịch vi khuẩn

làm biến đổi bề mặt tế bào của vi khuẩn Những hạt nano bạc nhỏ có kích thước

20 – 60 nm (chiếm 80% dịch nano bạc) có khả năng đi xuyên qua màng tế bào và xâm nhập vào trong tế bào (mũi tên đỏ hình 3.10) Trên bề mặt chụp ngang của vi khuẩn, có thể quan sát thấy các hạt nano bạc (chấm đen) phân bố trong vi khuẩn

và trong huyền phù vi khuẩn Thêm vào đó, sự có mặt của phức hợp nano bạc cũng làm cho màng tế bào vi khuẩn bị phá vỡ, các chất nội bào có thể rò

chitosan-rỉ ra bên ngoài Các hiện tượng tương tự cũng được quan sát thấy trên E coli và S aureus khi xử lý với phức chitosan-nano bạc (hình 3.10)

Phức chitosan-nano bạc có chức năng tích điện dương do nhóm hydroxyl tự

do của chitosan tương tác với các phân tử nước để gắn lên vi khuẩn tốt hơn so với khi sử dụng riêng rẽ Hỗn hợp chitosan-nano bạc tương tác tĩnh điện với LPS của

bề mặt tế bào vi khuẩn E coli, sự tương tác này có thể làm thay đổi tính thấm của

màng tế bào dẫn đến sự rò rỉ và làm rỗng tế bào, cuối cùng là chết tế bào (hình 3.10) Ngoài ra, hỗn hợp chitosan-nano bạc có thể tác động mãnh mẽ đến màng tế

bào vi khuẩn B cereus và S aureus làm thay đổi sự toàn vẹn của màng, làm rò rỉ

protein và các cơ quan khác của tế bào làm tế bào bị biến dạng, sau đó giải phóng protein tế bào chất và axit nucleic vào môi trường (hình 3.10)

3.3.2.2 Khả năng kháng nấm men của phức hợp chitosan – nano bạc

Kết quả bảng 3.8 cho thấy khi kết hợp chitosan và nano bạc, ở nồng độ gây

chết (1 MIC), chitosan không tiêu diệt được nấm men, trong khi đó nano bạc có

thể ức chế được sự phát triển của nấm men Tương tác kháng khuẩn của chitosan

và nano bạc đối với nấm men là tương tác cộng hợp (Barakat, 2015) Khi sử dụng

ở dạng hỗn hợp, nồng độ cuả chitosan giảm 2 lần và nồng độ của nano bạc giảm 4 lần so với khi sử dụng riêng rẽ

Bảng 3.8: Khả năng kháng nấm men của phức hợp chitosan/nano bạc