Tìm hiểu về chitosan và những ứng dụng của nó

LỜI TRI ÂN Luận văn c hoàn thành nhờ cố gắng nỗ lực thân em, nh ng bên cạnh ó cịn có tận tình dạy bảo, h ớng dẫn quý thầy cô với lãnh ạo nhà tr ờng Đại học Thủ Dầu Một suốt khóa học 2011 – 2014 em Từ tận áy lòng, em xin chân thành gởi lời cảm ơn ến ban lãnh ạo tr ờng Đại học Thủ Dầu Một quý thầy cô tổ mơn Hóa, ặc biệt D ơng Thị Ánh Tuyết, ng ời ln tận tình dạy bảo, h ớng dẫn, giúp ỡ, ộng viên trang bị cho em t liệu cần thiết, thực tế ể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp cách tốt Vì thời gian hạn hẹp vốn kiến thức hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót nên em mong nhận góp ý kiến q thầy ể khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn! i c bảo óng c hồn chỉnh phong phú MỤC LỤC Lời tri ân i Mục lục ii Danh mục bảng biểu – sơ iv Danh mục hình vẽ v Danh mục từ viết tắt vi Nhận xét giảng viên h ớng dẫn vii Nhận xét giảng viên phản biện vii Lời mở ầu ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN 1.1 KHÁI NIỆM CHITOSAN 1.2 CẤU TRÚC CỦA CHITOSAN 1.3 ĐIỀU CHẾ CHITOSAN 1.3.1 Ph ơng pháp Nguyễn Hoàng Hà 1.3.2 Ph ơng pháp Đặng Văn Luyến 1.3.3 Ph ơng pháp bán thủy nhiệt Nguyễn Hữu Đức 1.3.4 Điều chế chitosan theo ph ơng pháp hóa sinh 1.4 NHỮNG TÍNH CHẤT LÍ HĨA CỦA CHITOSAN 1.4.1 Tính chất vật lí chitosan 1.4.2 Tính chất sinh học chitosan 1.4.3 Độc tính chitosan 1.4.4 Độ deacetyl (DD) 10 1.4.5 Trọng l ng phân tử 10 1.4.6 Độ nhớt 11 1.4.7 Tính tan 12 1.4.8 Dung mơi tính t ơng h p với dung môi 12 1.4.8.1 Trong axit vô 13 1.4.8.2 Trong axit hữu 14 1.4.9 Khả kết h p với n ớc (WBC) với chất béo (FBC) 14 1.4.10 Thủy phân axit 15 ii 1.4.11 Phản ứng nitrat hoá 15 1.4.12 Phản ứng alkyl hoá khử 16 1.4.13 Khả tạo phức 16 1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHITOSAN Ở NƢỚC TA 16 Chƣơng 2: ỨNG DỤNG CỦA CHITOSAN 18 2.1 ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP 18 2.1.1 Màng chitosan bảo quản hoa 18 2.1.2 Ứng dụng nuôi cấy trồng 21 2.1.3 Chất bổ sung vào thức ăn gia súc 21 2.1.4 Phóng thích chậm h p chất vào ất 21 2.2 ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP 22 2.2.1 Ứng dụng công nghiệp sản xuất n ớc hoa 22 2.2.2 Ứng dụng công nghiệp mỹ phẩm 22 2.2.3 Xử lí n ớc thải hấp thu kim loại nặng 23 2.2.4 Vỏ tôm, cua giúp hấp thu dầu tràn 24 2.2.5 Sản xuất nhiên liệu sinh học 24 2.2.6 Một số ứng dụng khác công nghiệp 25 2.3 ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM 26 2.3.1 Ứng dụng bảo quản trứng gà 26 2.3.2 Ứng dụng bảo quản cá sòng 28 2.4 ỨNG DỤNG TRONG Y DƢỢC 31 2.4.1 Ứng dụng khả tạo màng sinh học iều trị bỏng da 31 2.4.2 Làm giảm hàm l ng cholesterol máu 32 2.4.3 Điều trị viêm loét dày 32 2.4.4 Chỉ khâu phẫu thuật 33 2.4.5 Chế tạo gốm y sinh 33 2.4.6 Ứng dụng liệu pháp nhiệt trị ung th 33 2.4.7 Ứng dụng ể iều chế thuốc 34 KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 iii DANH MỤC CÁC ẢNG IỂU – SƠ ĐỒ Sơ 1.1 Sơ iều chế chitosan Sơ 1.2 Quy trình iều chế chitosan theo ph ơng pháp Nguyễn Hoàng Hà Sơ 1.3 Quy trình iều chế chitosan theo ph ơng pháp Đặng Văn Luyến Sơ 1.4 Quy trình iều chế chitosan theo ph ơng pháp bán thủy nhiệt Sơ 1.5 Quy trình iều chế chitosan theo ph ơng pháp hóa sinh Sơ 2.1 Quy trình bảo quản cá sịng t ngun liệu sau ánh bắt dung dịch chitosan 2% COS 0,2% Sơ 2.2 Quy trình iều chế Glucosamine iv 30 34 DANH MỤC CÁC HÌNH V Hình 1.1 Cấu trúc chitosan Hình 1.2 Cấu trúc phân tử chitosan khơng gian Hình 1.3 Trạng thái tự nhiên chitosan Hình 2.1 Màng bao chitosan Hình 2.2 Chuối 18 c bảo quản cách thơng th ờng (khơng dùng màng bọc chitosan) Hình 2.3 Chuối Hình 2.4 Trứng gà c bảo quản màng bọc chitosan c bọc màng chitosan 20 20 27 Hình 2.5 Chỉ khâu s i chitin 33 Hình 2.6 Thuốc Glucosamin 35 c iều chế chitosan v DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT COS : Chitosan olygosaccharide DA : Độ acetyl hóa DD : Độ deacetyl hóa PE : Polyethylene VLDDTT : Viêm loét dày – tá tràng vi NHẬN XÉT (Của giảng viên hƣớng dẫn) vii NHẬN XÉT (Của giảng viên phản iện) viii LỜI MỞ ĐẦU Chitosan chitin polysacharid có nhiều ứng dụng quan trọng ngành công nghiệp, nông nghiệp, y d c bảo vệ môi tr ờng nh : Sản xuất glucosamin, khâu phẫu thuật, vải, sơn, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ môi tr ờng Chitin chitosan c sản xuất từ vỏ giáp xác nh tôm, cua… Ở Việt Nam, giáp xác nguồn nguyên liệu dồi chiếm 1/3 tổng sản l ng nguyên liệu thủy sản Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ cấu mặt hàng ông lạnh giáp xác chiếm từ 70 – 80% công suất chế biến Hàng năm nhà máy chế biến ã thải bỏ l ng phế liệu giáp xác lớn khoảng 70.000 tấn/năm Kinh tế biển ngày phát triển kéo theo phế thải từ nhà máy chế biến thủy hải sản thải ngày nhiều Việc sản xuất chitosan có nguồn gốc từ vỏ tơm mang lại hiệu kinh tế cao góp phần giải l ng lớn rác thải ngành thực phẩm Tr ớc ây, loại phế thải chủ yếu dùng ể làm thức ăn cho gia súc nên giá trị kinh tế thấp cịn gây nhiễm môi tr ờng l ng phế thải không sử dụng hết Việc tận dụng phế thải ó vào việc tái sản xuất ang c c nhiều ng ời quan tâm ầu t Do khả ứng dụng rộng rãi chitin-chitosan nên nhiều n ớc giới ó có Việt Nam ã nghiên cứu sản xuất sản phẩm Để góp phần hệ thống hóa lại tính chất nh ứng dụng chitosan c tạo từ nguồn phế thải thủy sản, tơi ã chọn ề tài “Tìm hiểu chitosan ứng dụng nó” làm luận văn tốt nghiệp Cấu trúc khóa luận gồm mục sau: Mở ầu Ch ơng I: Tổng quan chitosan 17 trang (trang – 17) Ch ơng II: Ứng dụng chitosan 19 trang (trang 18 – 36) Kết luận trang (trang 37) Tài liệu tham khảo trang (trang 38 – 40) ix Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN 1.1 Khái niệm [9] Chitosan dạng chitin ã bị khử acetyl môi tr ờng kiềm Chitosan cịn có tên poly β-(1-4)-D-glucosamine hay poly β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-Dglucozo Trong tự nhiên, chitosan tồn thành phần tế bào số loài nấm nên chitosan chủ yếu c tạo ph ơng pháp nhân tạo nhằm phục vụ cho ời sống, công nghiệp, cho nghiệp khoa học kĩ thuật ng ời 1.2 Cấu trúc [9], [12] Chitosan dẫn xuất ề acetyl hoá chitin, ó hi ro thay nhóm acetyl (-COCH3) vị trí C(2) Chitosan c cấu tạo từ mắt xích D-glucoaamine liên kết với liên kết β-(1-4)-glicozit, chitosan gọi poly β-(1-4)-2-amino-2-deoxiD-glucozơ poly β-(1-4)-D-glucosamine (cấu trúc III) Trong số dẫn xuất chitin chitosan dẫn xuất quan trọng có hoạt tính sinh học cao có nhiều ứng dụng thực tế Việc sản xuất chitosan t ơng ối ơn giản, khơng cần dung mơi, hóa chất ộc hại, tiền Chitosan thu c phản ứng deacetyl hóa chitin, biến ổi nhóm N−acetyl thành nhóm amin vị trí C(2) Do q trình khử acetyl xảy khơng hồn toàn nên ng ời ta quy ớc ộ deacetyl hóa DD > 50% gọi chitosan, DD < 50% gọi chitin Chitin chitosan có cấu trúc t ơng tự nh cellulose, khác nhóm OH vị trí C(2) cellulose c thay nhóm amin Do ó, chitosan chitin c coi chất xơ có nguồn gốc ộng vật Qua cấu trúc chitin-chitosan ta thấy chitin có nhóm chức hoạt ộng -OH (H nhóm hydroxyl bậc linh ộng H nhóm hydroxyl bậc vịng cạnh) cịn chitosan có nhóm chức hoạt ộng -OH, -NH2, ó chitosan dễ dàng tham gia phản ứng hóa học chitin Trong thực tế mạch chitin-chitosan an xen chịu c axit kiềm nhẹ Chitosan kết h p với số thành phần khác ể sản xuất vải chịu nhiệt, vải chống thấm, sản xuất vải col,  Chitosan c dùng làm chất cầm màu nhuộm in s i dệt Khả kháng khuẩn giúp vải bền  Cải tiến q trình in ảnh có mặt nhũ t ơng bạc cản quang Chitosan cịn c dùng làm chất bắt hình en trắng  Dùng ể sản xuất vải col dùng cho may mặc, vải chịu nhiệt, chống thấm, vải chitosan dùng cho may quần áo diệt khuẩn y tế  Sử dụng sản xuất sơn chống mốc chống thấm 2.3 Ứng dụng thực phẩm 2.3.1 Ứng dụng ảo quản trứng gà [10], [11] Trứng gà t từ lâu c sử dụng nh loại thực phẩm giàu dinh d ỡng rẻ tiền bữa ăn ngày Ở n ớc ta, iều kiện khí hậu nóng ẩm nên trứng dễ h hỏng Trong trình bảo quản, q trình trao ổi khí ẩm với xâm nhập vi sinh vật qua lỗ khí bề mặt vỏ trứng gây nên hao hụt khối l ng biến ổi thành phần bên trứng Do ó, việc sử dụng màng phủ bề mặt vỏ trứng nhằm hạn chế trao ổi khí chống nhiễm khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản c nhiều tác giả n ớc quan tâm Ở nhiệt ộ th ờng, trứng gà t bọc màng chitosan nồng ộ 1,5% có bổ sung 0,05% sodium benzoate 1% sorbitol có khả trì hạng chất l ng mức A ến 15-20 ngày sau ẻ [17] Trong ó, trứng gà t khơng qua bọc màng trì hạng chất l mức A không ngày sau ẻ Đồng thời tiêu chất l khối l ng ng khác (hao hụt ng, số màu lòng ỏ trứng) ều có biến ổi lớn so với trứng có xử lý màng bọc chitosan Kết nghiên cứu PGS.TS Trần Thị Luyến (Tr ờng ĐH Nha Trang) Th.S Lê Thanh Long (Tr ờng ĐH Nông Lâm Huế) [10] ã cho thấy màng bọc không tạo cảm giác khác lạ cho ng ời sử dụng so với trứng gà t th ơng phẩm loại chất l ng cảm quan bề mặt 26 Hình 2.4 Trứng gà đƣợc ọc ằng màng chitosan * Thuyết minh quy trình:  Nguyên liệu: Là loại trứng gà dùng ể chế biến ăn t dùng làm nguyên liệu cho nhà máy chế biến thực phẩm  Lựa chọn, phân loại: Yêu cầu trứng không 24 sau gà ẻ ạt yêu cầu kỹ thuật trứng gà t th ơng phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 1858 : 1986 phải loại bỏ trứng bị rạn nứt va chạm trình vận chuyển, bẩn khuyết tật hình dáng, màu sắc  Làm sạch: Sau lựa chọn, phân loại tiến hành làm nhẹ nhàng bề mặt khăn mềm ẩm với mục ích loại bỏ vết bẩn bề mặt vỏ tiến hành tạo màng  Chuẩn bị dung dịch bọc màng: Bột chitosan c hòa tan với nồng ộ 1,5% dung dịch axit acetic 1% có bổ sung sodium benzoate 1% sorbitol tiến hành lọc ể loại bỏ phần khơng tan có bột chitosan  Tạo màng: Cách tạo màng thích h p dùng miếng xốp nhúng vào dung dịch chitosan ã pha sẵn quét lên bề mặt trứng cho dung dịch bọc màng phủ ều lên vỏ trứng  Làm khô bảo quản: Sau bọc màng, trứng c làm khơ tự nhiên giá ựng trứng Sau ó bảo quản nhiệt ộ th ờng nơi khơ ráo, thống mát 27 * Kết nghiên cứu:  Tác dụng bảo quản tốt ối với trứng gà t th ơng phẩm tr ớc 24 sau ẻ Có thể trì hạng chất l ng loại A (mức thấp cho phép trứng t l u hành thị tr ờng) ến 15-20 ngày sau ẻ bảo quản nhiệt ộ th ờng  Các b ớc qui trình thao tác kỹ thuật hồn tồn thủ cơng, ơn giản dễ dàng thực sản xuất qui mơ nơng trại với chi phí nhân cơng tăng thêm cho công oạn bọc màng so với ph ơng pháp bảo quản thông th ờng không kể  Dung mơi hịa tan nh phụ gia t ơng ối rẻ tiền, thông dụng, ảm bảo yêu cầu an toàn vệ sinh thực phẩm sử dụng úng nồng ộ khuyến cáo  Việc sử dụng bảo quản chitosan nh phụ gia ơn giản * Khả ứng dụng:  Với chi phí màng bọc h p lý, khả bảo quản tốt, hiệu mặt kinh tế thu c từ ph ơng pháp bảo quản trứng gà t ề xuất hoàn toàn khả thi  Qua tính tốn tác giả [10], cho thấy chi phí sơ nguyên vật liệu tăng thêm cho việc sử dụng màng bọc chitosan cho trứng khoảng 15,4-16,9 VNĐ, ây chi phí chấp nhận c so với giá trị th ơng phẩm trứng gà thị tr ờng  Qua kết nghiên cứu thành công ối với trứng gà, ng ời tiêu dùng hồn tồn hi vọng kết áp dụng trứng vịt trứng chim cút ể cung cấp cho thị tr ờng sản phẩm nông sản an toàn chất l ng cao 2.3.2 Ứng dụng ảo quản cá sòng [22] Việc xử lý phế liệu thủy sản ông lạnh từ vỏ tôm, cua, ghẹ trở nên cấp bách Đây nguồn nguyên liệu chủ yếu ể sản xuất chitin, chitosan chitosan olygosaccharide (COS) ể nâng cao giá trị sử dụng phế liệu làm môi tr ờng COS sản phẩm thủy phân từ chitosan, COS có hoạt tính sinh học cao có vai trị to lớn ngành y, d c, thực phẩm nông nghiệp ể bảo quản nông sản, kéo dài thời gian sử dụng, giảm h hỏng u iểm có khả kháng khuẩn kháng nấm 28 Với tình hình hóa chất bảo quản thực phẩm bị cấm sử dụng xuất thủy sản, ây ờng ể nghiên cứu áp dụng thực tế sản xuất * Chuẩn ị thí nghiệm :  Dung dịch bảo quản gồm: Chitosan  COS c pha với nồng ộ 1%; 1,5%; 2% c pha với nồng ộ 0,1% ; 0,2%; 0,3%  Cá sòng c mua từ cảng cá Cửa Bé a phịng thí nghiệm c rửa * Thuyết minh quy trình: + Bước 1: Cá sịng c chia thành mẫu, mẫu tr ớc nhúng vào dung dịch bảo quản Tiến hành ph ơng pháp song song là: Đánh giá cảm quan kiểm nghiệm tiêu vi sinh (bao gồm tổng số vi sinh vật hiếu khí, E.Coli, S.Aureus, Salmonella, Cl.Perfringens, V.Parahaemolyticus) + Bước 2: Cá sòng bảo quản cách nhúng mẫu ối chứng vào dung dịch chitosan nồng ộ (1%, 1,5%, 2%) môi tr ờng axit acetic 1% COS với nồng ộ (0,1%, 0,2%, 0,3%) môi tr ờng n ớc Tiếp tục tiến hành ph ơng pháp song song nh ã nêu + Bước 3: Sau nhúng vào dung dịch chitosan COS với nồng ộ khác nhau, cá c bảo quản n ớc nhiệt ộ 0-3oC với thời gian 48 Trong trình bảo quản, sau 24 lấy mẫu lần, c gọi mẫu 24 giờ, mẫu 48 Tiến hành thực ph ơng pháp song song nh xác ịnh ã nêu Từ ó c nồng ộ chitosan COS thích h p cho bảo quản cá nguyên liệu nguyên con; xác ịnh chất l ng cảm quan vi sinh vật tổng số hiếu khí, vi sinh vật gây bệnh mẫu * Kết nghiên cứu:  Tổng số l ng vi sinh vật giảm nhiều theo thời gian nh sau: Lúc 0giờ giảm 13,46%, 24giờ giảm 61,54%; 48giờ giảm 95,77%  Sau nhúng cá sòng vào chitosan 2% vi sinh vật gây bệnh nh : Vi khuẩn Clostridium, Vibrio parahaemolyticus, Staphylococcus aureus bị tiêu diệt hoàn toàn  Nồng ộ COS 0,2% nồng ộ diệt khuẩn tốt nhất, thích h p ể bảo quản cá sòng nguyên liệu Tổng số l ng vi sinh vật hiếu khí giảm 25,81%, sau 24 29 giảm 96,94% sau 48 giảm 98,87% so với ban ầu Mẫu cá sòng nhúng vào dung dịch COS 0,2% có số iểm cảm quan sau 24 18,7 sau 48 15,85 cao so với mẫu lại (cá sịng khơng bị bạc màu) Sơ đồ 2.1 Quy trình bảo quản cá sòng tƣơi nguyên liệu sau đánh dung dịch Chitosan 2% COS 0,2% Cá Chitosan COS Phân loại Hòa tan axit acetic 1% Dung dịch bảo quản chitosan 2% Hòa tan n ớc Làm Nhúng vào dung dịch bảo quản Bảo quản lạnh N ớc Dung dịch bảo quản COS 0,2% Bảo quản lạnh Xếp vào thùng cách nhiệt  Khả tiêu diệt vi sinh vật tổng số chtosan 2% không COS 0,2%, nh ng khả tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh chitosan tốt Do vậy, dùng chitosan 2% bảo quản cá sòng tốt * Khả ứng dụng:  Đây ph ơng pháp có tính khả thi cao phù h p với loại tàu ánh bắt lớn nhỏ, ối với tàu ánh bắt xa bờ Ph ơng pháp dễ thực với trình ộ ng dân có khả áp dụng rộng rãi; thay h p chất bảo quản ộc hại nh : Hàn the, urê 30  Kết nghiên cứu nêu cho thấy khả kháng khuẩn chitosan COS không ngun liệu cá, mà tơm loại thủy sản khác Đồng thời, việc nghiên cứu cần c tiếp tục tiến hành nghiên cứu bảo quản thử nghiệm số tàu thuyền ánh cá biển ể bảo quản cá sau ánh bắt 2.4 Ứng dụng y dƣợc 2.4.1 Ứng dụng điều trị ỏng da [13] Tai nạn bỏng gây hậu khó l ờng, khơng ảnh h ởng sức khỏe mà khía cạnh thẩm mỹ ng ời Chẳng theo mùa, không bệnh lý tuổi tác, sống ại gây tai nạn bỏng lúc nào, ủ kiểu loại Các nhà khoa học ã nghiên cứu sản xuất ứng dụng màng chitosan từ vỏ tôm phục vụ iều trị vết th ơng bỏng Ở mức ộ cao hơn, chuyên gia ngành bỏng ã ạt c thành công b ớc ầu việc nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ ni cấy ngun bào s i da ồng loại, quy trình ni cấy tế bào sừng da tự thân ể iều trị cho tr ờng h p bỏng sâu diện rộng Mặt khác, sở ứng dụng công nghệ sinh học, Viện Bỏng quốc gia ã bào chế, sản xuất c loại thuốc từ chitosan từ nguyên liệu n ớc với giá thành rẻ nên ã góp phần giảm giá thành thuốc iều trị cho bệnh nhân bỏng xuống nhiều lần so thuốc nhập ngoại mà ạt chất l ng, hiệu cao Da nhân tạo có nguồn gốc từ chitin, giống nh vải c bọc ốp lên vết th ơng lần cho ến khỏi Da nhân tạo bị phân hủy sinh học từ từ cho ến lúc hình thành lớp biểu bì Nó có tác dụng làm giảm au, giúp cho vết sẹo bỏng phục hồi biểu bì cách nhanh chóng Tr ờng Đại học D c Hà Nội, Đại học Y Hà Nội, Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ Quốc gia ã chế tạo thành công loại da nhân tạo b ớc ầu ứng dụng có hiệu Chitin-chitosan oligomer có ặc tính miễn dịch kích thích tế bào có tác dụng bảo vệ miễn dịch với tế bào khối u tác nhân gây bệnh Chitosan c sử dụng ể sản xuất kem chống khơ da tính chất chitosan cố ịnh dễ dàng biểu bì da nhờ nhóm NH4+ Các nhóm liên 31 kết với tế bào sừng hóa da, nhờ mà nhà khoa học ã nghiên cứu sử dụng chitosan làm loại kem d ỡng da chống nắng 2.4.2 Làm giảm hàm lƣợng cholesterol máu [4] Nhiều nghiên cứu cho thấy chitosan có tác dụng sinh học có triển vọng dùng iều trị Tr ớc hết, chitosan có tác dụng hạ cholesterol máu theo chế chỗ Trong nhóm thuốc trị rối loạn lipit huyết (trong ó có hạ cholesterol máu) có thuốc có tác dụng chỗ, ó ezetimide Gọi chỗ ezetimide cho tác dụng ruột, ức chế hấp thu cholesterol từ ruột vào máu, ezetimide không thế, uống vào ến ruột c hấp thu vào máu Chitosan c dịch tiêu hố hồ tan tạo thành dạng gel, bẫy chất béo (chứa triglycerid cholesterol) có thức ăn thức uống không cho hấp thu vào ruột (theo Kamauchi, 1995) Do ức chế hấp thu chất béo, ó có cholesterol, nên chitosan hỗ tr hạ cholesterol máu 2.4.3 Điều trị viêm loét dày [4] Về tác dụng trị viêm loét dày-tá tràng (VLDDTT), chitosan có tính hỗ tr Khi uống vào, chitosan nhờ môi tr ờng axit dày tạo thành gel che phủ niêm mạc phát huy tác dụng bảo vệ niêm mạc Năm 1999, số tác giả ng ời Nhật ã chứng minh qua mơ hình thử chuột tác dụng chitosan bảo vệ chống loét dày (gây r acetic), tác dụng bảo vệ t ơng Chitosan u ethanol axit ơng thuốc kinh iển trị VLDDTT Sucralfat c chứng minh có tác dụng ức chế phát triển nhiều loại vi khuẩn, ó có vi khuẩn gây VLDDTT Helicobacter pylori Tuy nhiên, ó dựa vào d c lý thực nghiệm Cho ến nay, chitosan c dùng nh “thực phẩm chức năng” hỗ tr ang c iều trị không iều trị VLDDTT, nghĩa ng ời bệnh c bỏ ngang việc iều trị thống mà nên hỏi ý kiến bác sĩ ể dùng chế phẩm chitosan nh biện pháp hỗ tr 32 2.4.4 Chỉ khâu phẫu thuật [2] Đầu năm 1948, chitin dẫn xuất (chitosan) c phát có khả chữa lành vết th ơng Đến năm 1950, khâu phủ chitin ã c sử dụng, giảm thời gian chữa bệnh từ 35-50% Trong năm 1970, nhà nghiên cứu thuộc ại học Delaware ã phát triển ph ơng pháp ể quay s i chitin khiết Những khâu chitin tinh c Hình 2.5 Chỉ khâu ằng sợi chitin hấp thụ thể, nên không cần thiết phải phẫu thuật cắt bỏ Công nghệ sử dụng chitin dẫn xuất ( ặc biệt chitosan) ể băng cho vết bỏng, vết th ơng bề mặt, thủ thuật ghép da, có tác dụng kể việc chữa lành vết th ơng giảm au so với ph ơng pháp băng thông th ờng 2.4.5 Chế tạo gốm y sinh [2] Trong năm gần ây, tiến vật liệu gốm y sinh ã c ứng dụng phát triển nhiều vấn ề chăm sóc sức khỏe ng ời Trong ó, gốm y sinh Hap có nhiều tiềm ứng dụng tính t ơng thích hoạt tính sinh học cao, ặc biệt nhu cầu sử dụng Hap ể tạo sản phẩm x ơng dùng phẫu thuật chấn th ơng chỉnh hình Vật liệu nano HAp/CS c tổng h p từ dung dịch theo ph ơng pháp phản ứng hóa học muối chứa ion canxi (Ca2+) với muối chứa gốc phốt phát (PO43-) có pha trộn chitosan 2.4.6 Ứng dụng liệu pháp nhiệt trị ung thƣ [4] Vật liệu hạt từ c biết ến chất làm mơi tr ờng sinh nhiệt (tự ốt nóng) d ới tác dụng từ tr ờng xoay chiều với yêu cầu ứng dụng y sinh phải bền lâu có thông số tốc ộ ốt riêng ban ầu SRA (Specific Adsorption Rate) phải ạt ủ cao Một số kết ban ầu sử dụng O-cacboxymethyl chitosan làm chất bọc hạt sắt từ Fe3O4 ể nghiên cứu khả ốt nhiệt ã thể khả ứng dụng hạt nano chitosan biến tính việc nhiệt trị iều trị ung th 33 Chất chitosan có chức tăng c ờng miễn dịch tế bào, kích hoạt tế bào hạch, có khả làm cho số pH dịch thể tăng cao Từ ó tạo mơi tr ờng kiềm tính, tăng c ờng chức tế bào hạch công tế bào ung th t ơng ối tốt, kích thích sản sinh tế bào chữ T tụy Ung th s chúng có nhiều tính khuyếch tán Các nhà khoa học ngành y học sinh vật giới nhiều ph ơng pháp khác ã chứng thực chitosan có tác dụng ức chế tính khuyếch tán ung th thu c thành công kể thực nghiệm lâm sàng 2.4.7 Ứng dụng để điều chế thuốc [3] Sơ đồ 2.2 Quy trình điều chế glucosamine CHITOSAN Đun dung dịch HCl 20%, 12-15 giờ, nhiệt độ 70oC Kết tủa ằng cồn 96o CHLORUR GLUCOSAMINE THÔ Dùng nƣớc hịa tan kết tủa, sau kết tủa lại ằng cồn 96o, lại lần Sấy khô áp suất CHLORUR GLUCOSAMINE Điều chỉnh pH Sấy khô 50oC GLUCOSAMINE Nhờ vào tính u việt chitosan, cộng với ặc tính không ộc, h p với thể, tự tiêu huỷ nghệ bào chế d c, nên chitosan ã c ứng dụng rộng rãi có hiệu kỹ c phẩm, làm thuốc chữa bỏng, giảm au, thuốc hạ cholesterol, thuốc chữa bệnh dày, chống ông tụ máu, tăng sức ề kháng, chữa x ơng khớp chống ự c Một cơng trình nghiên cứu thí nghiệm tiêm chitosan với liều 100mg/kg da chuột cống, sau ó gây viêm canageenin chitosan cịn có khả chống viêm cấp mơ lành 34 Điển hình thị tr ờng d c loại thuốc chữa khớp làm từ vỏ tơm có tên Glucosamin ang c thịnh hành toàn giới So với sản phẩm loại Glucosamin có u hơn, sản xuất từ nguồn vỏ tôm tự nhiên nên sản phẩm gây phản ứng phụ, không ộc hại không bị rối loạn tiêu hoá cho ng ời bệnh Những năm gần thuốc chữa khớp cịn ây, loại Hình 2.6 Thuốc Glucosamin đƣợc điều chế ằng chitosan c phổ cập rộng nhiều n ớc ó có ta Tại chiến Iraq vừa qua, Mỹ ã sử dụng loại băng cứu th ơng kiểu mới, kỹ thuật cao, có thành phần cấu tạo chất chitosan So với loại băng th ờng, tốc ộ cầm máu, tính sát khuẩn thời gian lành mơ sử dụng loại băng có hiệu gấp nhiều lần Và từ lâu, số chuyên gia Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga ã phát chitosan ngăn chặn phát triển chứng nhồi máu tim bệnh ột quỵ thuốc [21] 35 ảng tóm tắt số ứng dụng chitosan số lĩnh vực Lĩnh vực ứng dụng Xử lý n ớc Sử dụng cụ thề - Làm ơng/hóa keo hóa học cho chất thải ô nhiễm vùng n ớc - Loại bỏ/thu hồi ion kim loại từ dung dịch n ớc thải n ớc Nông nghiệp - Chất kháng khuẩn - Lớp bao phủ hạt - Phân bón - Phủ giống Dệt may giấy - S i cho ngành dệt vải dệt thoi - Giấy phim ảnh Thực phẩm chức năng/ Y tế - Chất cô ặc tự nhiên - Phụ gia thực phẩm bao gồm thức ăn vật nuôi - Thực phẩm chế biến (ví dụ: ờng tinh luyện) - Chất Hypocholesterol (chất giảm béo) Mỹ phẩm Y sinh - Thành phần cho mái tóc chăm sóc da (kem d ỡng ẩm) - Bao phủ vết bỏng vết th ơng cho ng ời ộng vật - Chất cầm máu (nh chitosan) - Vận chuyển thuốc, vận chuyển gen Công nghiệp thực phẩm - Loại bỏ chất nhuộm màu, chất rắn lơ lửng… - Chất bảo quản - Phụ gia thức ăn gia súc Công nghệ sinh học - Cố ịnh enzyme - Tách protein - Phục hồi tế bào - Cố ịnh tế bào Tạo màng sinh học - Kiểm soát ộ thấm thấu ng 36 c… KẾT LUẬN Trong luận văn này, tơi ã tìm hiểu cấu trúc hóa học, tính chất lí hóa chitosan giới thiệu số ứng dụng chitosan lĩnh vực sống nh : Y học, môi tr ờng, công nghệ thực phẩm, nông nghiệp…cũng nh tình hình nghiên cứu sản xuất chitosan Việt Nam Sau thời gian nghiên cứu ứng dụng chitosan, ã rút số kết luận nh sau:  Chitosan có nhiều ứng dụng quan trọng ời sống  Việc tận dụng c nguồn phế liệu từ thủy sản ể sản xuất chitosan em lại hiệu kinh tế mà giảm thiểu l ng chất thải thải ngồi, tránh gây nhiễm mơi tr ờng Do ó, cần ầu t nghiên cứu nhiều ể sản xuất chitosan nhằm ạt c hiệu suất cao giá thành thấp 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Tiếng Việt [1] L u Văn Chính (2001), “Xác ịnh ộ deacetyl hóa chitosan ph ơng pháp phổ H-NMR IR”, Tạp chí hóa học, (7), 38-39 [2] Phạm Lê Dũng cộng (1997), Vật liệu sinh học từ chitin, Viện hóa học – viện cơng nghệ sinh học, trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia, Hà Nội [3] Nguyễn Đức Duy (2003), Nghiên cứu điều chế glucosamin từ vỏ tôm, Đồ án tốt nghiệp Lớp CN Hoá D c Hoá Chất BVTV K47, Hà Nội [4] Nguyễn Hữu Đức (2008), Ứng dụng chitosan y học, Đại học Y D c TPHCM [5] Nguyễn Hữu Đức; Nguyễn Hoàng Hà; Hoàng Minh Châu; Nguyễn kim Hùng (1998), “B ớc ầu nghiên cứu bán tổng h p dẫn xuất chitosan từ vỏ tôm ứng dụng kỹ thuật bao phim thuốc”, Tạp chí Dược học số (1), 6-7 [6] Nguyễn Hoàng Hà; Đào Quốc Ân (2000), Sản xuất chitin chitosan từ đầu vỏ tôm phế thải ngành xuất thủy – hải sản, Tạp chí hóa học, (4), 20-21 [7] Phạm Thị Bích Hạnh (2003), Nghiên cứu phản ứng đồng trùng hợp ghép số vin monome với chitin thăm dò khả hấp phụ kim loại nặng, Luận án tiến hóa học, Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia, Hà Nội [8] Lê Văn Hòa; Nguyễn Bảo Vệ (2007), Nghiên cứu bảo quản tươi, kéo dài thời gian tồn trữ trái Cần Thơ, Đại Học Cần Thơ [9] Nguyễn Hữu H ng (2000), “Góp phần nghiên cứu cách xác ịnh số tính chất chitosan”, Tạp chí dược học, (7), 19-36 38 [10] Lê Thanh Long (2001), Bảo quản trứng gà tươi màng bọc chitosan, Đại Học Nông Lâm Huế [11] Trần Thi Luyến; Lê Thanh Long (2007), “Nghiên cứu bảo quản trứng gà tươi màng bọc chitosan kết hợp phụ gia”, Tập chí Khoa học-Cơng nghệ Thuỷ sản, (1), Ðại học Nha Trang [12] Nguyễn Văn Mùi (2001), Thực hành Hoá sinh, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [13] Lê Năm (2002), Ứng dụng chiosan điều trị bỏng, Viện Bỏng Quốc Gia, Hà Nội [14] Phan Thanh Nguyệt (2004), Nghiên cứu sản xuất chế phẩm chitosan phục vụ xử lý nước thải, Luận văn tốt nghiệp ại học, Tr ờng Đại Học Cần Thơ [15] Nguyễn Ngọc Thủy (2001), Điều chế chitosan phương pháp hóa sinh số ứng dụng chitosan, Luận văn Thạc Sỹ-Tr ờng Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh [16] Trang Sĩ Trung (2008), “Nghiên cứu tinh chitosan từ phế liệu tôm”, Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản, Tr ờng Đại học Nha Trang  Tiếng Anh [17] Cenzig Caner, Özge Cansiz (2007), “Chitosan coating minimises eggshell breakage and improves egg quality”, Journal of the Science of Food and Agriculture, (88), 56-61 [18] Eric Guibal (2006), “A Review of the use of chitosan for the removal of particulate and dissoled contaminants”, Separation Science and Technology, (41), 2487-2514 [19] J.J Feng et al (2005), “Direct electrochemistry and electrocatalysis of heme proteins immobilized on gold nanoparticles stabilized by chitosan”, Analytical Biochemistry, 280-342 [20] George A.F Roberts (1992), Chitin chemistry, McMillan London 39 [21] Kumar M, Muzzarelli RAA et al (2008), “Chitosan chemistry and pharmaceutical perspectives”, Chem Rev, (104), 6017–6084 [22] Su Hyun Kim, Dal Kyoung Youn, Hong Kyoon No, Sang Won Choi, Witoon Prinyawiwatkul (2009), “Effects of chitosan coating and storage position on quality and shelf life of eggs”, International Journal of Food Science & Technology, (44), 1351-1359 [23] Vande Vord PJ, Matthew (2002), “Evaluation of the biocompatibility of a chitosan scaffold in mice”, J Biomed Mater Res, (59), 585-590 40 ... 2.2.6 Một số ứng dụng khác công nghiệp 25 2.3 ỨNG DỤNG TRONG THỰC PHẨM 26 2.3.1 Ứng dụng bảo quản trứng gà 26 2.3.2 Ứng dụng bảo quản cá sòng 28 2.4 ỨNG DỤNG TRONG... chất nh ứng dụng chitosan c tạo từ nguồn phế thải thủy sản, ã chọn ề tài ? ?Tìm hiểu chitosan ứng dụng nó? ?? làm luận văn tốt nghiệp Cấu trúc khóa luận gồm mục sau: Mở ầu Ch ơng I: Tổng quan chitosan. .. thấm, vải chitosan dùng cho may quần áo diệt khuẩn y tế  Sử dụng sản xuất sơn chống mốc chống thấm 2.3 Ứng dụng thực phẩm 2.3.1 Ứng dụng ảo quản trứng gà [10], [11] Trứng gà t từ lâu c sử dụng nh