Ứng dụng của Chitosan trong bảo quản dứa

Cấu trúc phân tử của Chitosan

Chitosan là một polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β – D- Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β – 1,4 Glucozit.

Tính chất của Chitosan

- Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn cho người khi sử dụng làm thực phẩm, dược phẩm, có tính hòa hợp sinh học cao đối với sơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học. - Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: khả năng hút nước giữ ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích tăng sinh tế bào ở người và động vật, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng. - Chitosan là chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, dạng vẩy có màu trắng trong hay hơi vàng, không mùi vị.

- Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong nước, tan trong môi trường acid loãng (pH=6,6) tạo dung dịch keo dương, nhờ đó mà keo Chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một ion kim loại nặng như Pb3+, Hg2+. - Chitosan kết hợp với aldehyt trong điều kiện thích hợp để hình thành gel, đây là cơ sơ để bẫy tế bào, enzyme. - Chitosan phản ứng với acid đặc tạo muối khó tan, cho phản ứng màu tím khi tác dụng với iod và acid sunfuric, do đó có thể dùng phản ứng này để định tinh Chitosan.

Ứng dụng của Chitin-Chitosan

Chitosan dược dùng để bảo quản thực phẩm tươi bằng cách nhúng thực phẩm vào dung dịch Chitosan hoặc tạo ra những màng mỏng dùng để bao gói thực phẩm, như táo nếu được bảo quản trong một lớp màng chitosan mỏng thi sau 6 tháng vẫn giữ được vẻ tươi ngon như ban đầu nhờ vào khả năng kháng vi sinh vật của màng Chitosan và hạn chế được quá trình bay hơi nước. Chitosan dùng để lọc trong các loại nước ép hoa quả, rượu bia, nước ngọt và có thể lọc các nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm nhờ khả năng làm đông các thể lơ lửng, rắn giàu protein trong nước thải của quá trình chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến thủy sản. Viện Hóa Học các hợp chất thiên nhiên, Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên và Công Nghệ Quốc Gia đã điều chế được chế phẩm chất bảo quản BQ-1 được chế biến từ hỗn hợp dung dịch Chitosan và một số các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên khác dùng để bảo quản quả tươi như: cà chua, vải, nho, chuối.

Dùng chitosan như một chất phụ gia để làm kem thoa mặt, làm thuốc làm mềm da, làm tăng khả năng hòa hợp sinh học giữa da và kem thuốc, chế tạo ra kem lột da mặt vì bản chất Chitosan là cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi những nóm NH4+ thừa, được các nhà hóa học gắn với những tia cực tím hay những chất giữ nước. Theo nghiên cứu dùng Chitosan làm tá dược dính trong một số công thức viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng của Nguyễn Thị Ngọc Tú, Nguyễn Phúc Khuê và Nguyễn Thị Thanh Hải cho kết quả chitosan làm tá dược đính trên Vitamin C tốt ngang PVP (dung dịch cồn polyvinyl pirovidin) và là tác nhân khóa ion kim loại nặng tương tự EDTA_Na2 (Etylen Diamin Tetra Natriacetat). Enzyme cố định cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzyme trong công nghiệp, trong y học, khoa học phân tích… Enzyme cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác, nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả, sử dụng enzyme cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao.

GIỚI THIỆU VỀ MÀNG CHITOSAN

Attaya Kungsuwan, Bodin Ittipong và Suwalee Chandrkrachang đã nghiên cứu sử dụng dung dịch Chitosan (hòa tan 5g chitosan trong 500ml acid acetic 1%) làm màng bao gói bảo quản cá thì thấy thời gian bảo quản kéo dài tới 2 tháng trong khi cá không được bảo quản bằng Chitosan thì thời gian bảo quản chỉ kéo dài tối đa là 1 tháng trong cùng một điều kiện bảo quản. Holley đã nghiên cứu dùng màng Chitosan bao gói thịt thì có thể ức chế được sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa nhằm kéo dài thời gian bảo quản thịt và các sản phẩm từ thịt. Ngoài ra có một số tác giả đã nghiên cứu dùng màng Chitosan để bảo quản trái cây như: Yueming Jiang, Jianrong Li, Weibo Jiang của trường đại học Zhejiang Gongshang ở Trung Quốc đã dùng màng chitosan bảo quản vải; hay đề tài nghiên cứu dùng màng chitosan bảo quản xoài của nhóm tác giả P.C.

Như vậy việc dùng màng Chitosan bao bọc quanh thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự thối hỏng nhờ khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của nó. Mặt khác, hiện nay ô nhiễm môi trường là vấn đề bức xúc đang được quan tâm, một trong những nguồn chất thải đó là bao bì làm từ PE, PVC,….mà hàng ngày chúng ta thải ra môi trường. Chính vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng màng chitosan dùng trong công nghiệp bao gói là hết sức cần thiết và có ý nghĩa vô cùng to lớn.

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC LOẠI CHITOSAN ĐỂ BẢO QUẢN Loại Chitosan Deacetyl cao (HDD)

• Loại Chitosan Deacetyl thấp (LDD)

Anh hưởng của các nồng độ Chitosan đến tỷ lệ hao hụt trong lượng của Dứa trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh (6 – 80C) Bảng 3: Ảnh hưởng của các nồng độ Chitosan đến tỷ lệ hao hụt trong lượng của Dứa trong quá trình bảo quản ở nhiệt độ phòng và nhiệt độ lạnh (6 – 80C). Dứa sau khi đạt độ chín thu hoạch thì trong quá trình bảo quản Dứa tiếp tục xảy ra một số biến đổi về sinh lý, sinh hoá làm màu sắc, mùi vị của Dứa tốt hơn gọi là quá trình chín tiếp của quả, cũng chính vì thế mà hàm lượng acid trong quả giảm dần theo thời gian bảo quản. Từ hình 3 cũng cho ta thấy rằng: khi kết hợp bảo quản Dứa ở nhiệt độ lạnh (6- 100C) thì hàm lượng acid giảm ít hơn đồng thời thời gian bảo quản cũng được kéo dài vì chính yếu tố nhiệt độ cũng là tác nhân hạn chế quá trình chín của quả và hạn chế hoạt động của vi sinh vật.

Cụ thể nếu sau 10 ngày bảo quản ở nhiệt độ phòng với mẫu đối chứng hàm lượng giảm xuống còn 0,5184% thì ở nhiệt độ lạnh hàm lượng acid chỉ đến 0,6144%; và mẫu đối chứng ở nhiệt độ thường chỉ 15 ngày thì quả bắt đầu hư, nhưng khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh thì thời gian bảo quản kéo dài đến 30 ngày ở nhiệt độ thấp và 4 tiếp theo ngày để ở nhiệt độ thường. Những mẫu được xử lý bằng chitosan thì tỷ lệ giảm và độ giảm phụ thuộc vào màng bao chitosan dày hay mỏng cụ thể như một số tỷ lệ hao hụt trọng lượng như bảng trên, màng bao càng dày thì tỷ lệ hao hụt càng giảm điều này được giải thích ở phần bảo quản Dứa bằng chitosam HDD. Trong quá trình bảo quản, hàm lượng acid của Dứa giảm dần nhưng đến thời gian cuối quá trình bảo quản thì hàm lượng acid trong quả bắt đầu tưng lên vì khi đó quả có dấu hiệu hư hỏng một số phản ứng lên men bắt đầu diễn ra làm cho hàm lượng acid tổng số trong quả tăng lên.

Ơ mẫu đối chứng hàm lượng acid tổng số giảm nhanh hơn so với các mẫu có xử lý bằng chitosan và chỉ sau khoảng hơn 20 ngày thì hàm lượng acid ở mẫu đối chứng bắt đầu tăng lại và ta cũng thấy rằng mẫu xử lý chitosan nồng độ càng cao thì hàm lượng giảm càng ít; còn khi bảo quản ở nhiệt độ thấp (6 – 80C) thì hàm lượng acid giảm chậm hơn so với bảo quản ở nhiệt độ thường cụ thể số liệu như bảng 8. Còn chitosan nồng độ 2% cú tỏc dụng bảo quản rừ rệt, tuy nhiờn nồng độ này khú pha và do tạo màng dày nên thời gian bảo quản không được dài vì màng dày quả thiếu oxy nên dễ lên lên men yếm khí dẫn đên quả nhanh hư hỏng và màu sắc của quả sau khi bảo quản cũng không được đẹp.